Encuentran células inmunes por primera vez en un coral

Los arrecifes de coral son estructuras calcáreas producidas por los corales marinos durante miles de años. Estas estructuras, tienen un papel clave en la configuración del ecosistema, ya que acogen cerca de una cuarta parte de la fauna marina, donde encuentra alimento y resguardo. A pesar de su papel clave en el mantenimiento de la diversidad, hasta hace poco ni siquiera se conocía qué tipos celulares forman parte de estos cnidarios.

A principios de mayo, un equipo internacional y multidisciplinar de científicos publicaba en la revista Cell el atlas de los tipos celulares de Stylophora pistillata, un coral rocoso que habita las aguas del Mar Rojo. Entre los tipos celulares se ha descrito, por primera vez, la presencia de células inmunes. Hablamos con Arnau Sebé-Pedrós, jefe del grupo de genómica de célula única y evolución del Centro de Regulación Genómica (CRG) y autor de este artículo.

¿De dónde surge la idea de hacer un atlas de las células que conforman este coral?

Bueno, la base de nuestro laboratorio es entender la evolución de los tipos celulares y los mecanismos de regulación genómica asociados a este proceso. Y todo esto lo estudiamos en cnidarios. Hace un tiempo, nos surgió la posibilidad de colaborar con el laboratorio de Tali Mass de la Universidad de Haifa (Israel), que estudian los corales desde un punto de vista ecológico y de ahí ha salido este estudio.

Trabajar con corales no es habitual. ¿Habéis tenido que adaptar mucho vuestros protocolos?

Sí. La mayoría de protocolos están pensados para trabajar con células humanas o de ratón y, trabajar con otras especies, es complicado. Pero justamente a eso nos dedicamos en el laboratorio!

«La mayoría de protocolos están pensados para trabajar con células humanas o de ratón y, trabajar con otras especies, es complicado.» 

Además, son animales delicados. ¿Cómo lo habéis hecho para transportarlos hasta el laboratorio?

Hicimos dos tipos de experimentos en dos países diferentes. Los experimentos con larvas, que son más delicadas, los hicimos Shani (la primera autora) y yo en el Weisman Institute, en Israel. Y los experimentos con corales adultos los hicimos aquí en el CRG. ¡Y fue un experimento contra-reloj! Tuvimos que transportar los corales del mar al aeropuerto en coche y luego a Barcelona en avión. Y una vez aquí, ¡hicimos los experimentos literalmente en una noche! Porque estos animales al cabo de dos o tres días ya se empiezan a morir.

¿Y como son estos experimentos?¿Fue muy larga la noche?

Hicimos una primera ronda de separación celular en la unidad de citometría de flujo que dirige Óscar Fornas, con una selección mínima para poder capturar todo lo que era una célula única y viva. Aquí teníamos la dificultad de que las células del sistema digestivo de estos corales forman un consorcio simbiótico con una alga y queríamos capturar el conjunto para poder estudiar la expresión génica de los dos individuos. ¡Y lo conseguimos! De hecho, salió muy bien. Y eso no lo habríamos conseguido si no hubiéramos usado estas técnicas tan precisas y nuestras adaptaciones.

Una vez separadas las células individuales, la segunda parte era estudiar la expresión génica de cada una de estas células capturadas por citometría, para poder hacer el atlas de las poblaciones celulares de Stylophora pistillata.

Habéis encontrado más de 40 tipos celulares diferentes. ¿Os lo esperabais?

Sí, es un número comparable al de otros tipos de cnidarios. De hecho, si lo comparamos con nuestro organismo de referencia, la anémona Nematostella, estos corales no tienen tantos tipos celulares y, sobre todo, tienen poca diversidad de neuronas.

Pero en cambio ¡habéis detectado, por primera vez, células inmunes!

¡Sí, esta fue la sorpresa del estudio! Es cierto que mucha gente había descrito que en el genoma de los corales había genes relacionados con la función inmune. Pero son genes que habíamos visto que se expresaban también en otros tipos celulares y en otros contextos. Pero aquí, por primera vez, hemos visto una ecoexpressión de genes reguladores y efectores de la función inmunológica en un único tipo celular. Es decir, vemos un patrón de expresión comparable a lo que podríamos encontrar en un macrófago. Esto implica que ¡se trata de células ‘especializadas’ en una función inmune!

¿Qué funciones crees que tienen estas células inmunes?

Se cree que podrían estar implicadas en la regulación de la simbiosis de los corales con el alga que comentaba antes. En una simbiosis estrecha como ésta, el sistema inmune está rebajado para permitir que las células intestinales tengan un simbionte viviendo en su interior. Pero esta bajada del sistema debe ser muy selectiva para permitir sólo la entrada de las algas y de nada más.

¿Y podrían tener algún papel a la hora de preservar las poblaciones de coral?

Esto me es difícil de decir. La solución fácil sería preservar el ambiente y detener el cambio. Aunque se están planteando otras soluciones intermedias. Se ha visto que en el Mar Rojo, tanto en Israel como en la zona del KAUST en Arabia Saudí, hay poblaciones de corales resistentes a los cambios de temperatura y a la acidificación. Y una posibilidad sería identificar estas poblaciones resistentes y transplantarlas a otros zonas del océano donde las poblaciones de coral están mermando por el aumento de temperatura o la acidificación.

Lo que sí esperamos es que conocer mejor estas células inmunes nos ayude a entender los mecanismos con los que las poblaciones de corales responden a la acidificación y al aumento de la temperatura.

¿Seguirá esta investigación?

Sí, seguiremos estudiando diferentes especies de corales para ver los efectos de estos cambios de temperatura y acidificación del agua a nivel celular. Sin embargo, nosotros no somos un laboratorio que estudie específicamente los corales. Por ello, estudiaremos otros cnidarios para poder caracterizar más especies y conocer los procesos que afectan a la regulación genómica de estos animales.