Científicos del CSIC descubren cómo el sistema del complemento y las células del sistema inmune colaboran para destruir patógenos

Los grupos de investigación de Mª Cristina Vega y Santiago Rodríguez de Córdoba del CIB Margarita Salas han colaborado en la determinación de la estructura del complejo entre la opsonina iC3b y el dominio extracelular αI de la integrina CR3. El estudio, que será publicado por Nature Communications, explica a nivel molecular cómo los macrófagos y otras células del sistema inmune reconocen la molécula con la que el sistema del complemento etiqueta a los patógenos para que sean eliminados mediante fagocitosis.

El sistema del complemento está formado por más de 30 proteínas en plasma, además de varios receptores y reguladores presentes en la membrana de muchas células. Es un componente fundamental de nuestra inmunidad innata y la primera línea de defensa contra los patógenos y otras partículas no reconocidas como propias por nuestro organismo. Cuando un patógeno entra en nuestro organismo, el sistema del complemento se dispara provocando la activación de su componente C3 y el depósito masivo de moléculas activadas de C3 (C3b, iC3b, C3dg) sobre la superficie del patógeno. Este proceso, conocido como opsonización, ocurre en minutos y es crucial en la lucha de nuestro organismo contra las infecciones. Por otro lado, el receptor de complemento 3 (CR3) es un sensor de patrones moleculares asociados a patógenos que se encuentra en la superficie de muchas células efectoras del sistema inmune. El reconocimiento de iC3b en la superficie del patógeno por CR3 en la superficie de macrófagos y neutrófilos inicia una serie compleja de procesos que acaba con la adhesión y fagocitosis del patógeno.

La resolución, mediante cristalografía de rayos-X, de la estructura de iC3b unida a la porción extracelular del receptor CR3 ha revelado con detalle atómico cómo macrófagos y neutrófilos reconocen específicamente la estructura modular del iC3b en la superficie opsonizada y cómo este reconocimiento se ve favorecido por la presencia masiva de moléculas de iC3b en la superficie del patógeno. De esta manera, la interacción simultánea de miles de moléculas de CR3 e iC3b en zonas densamente pobladas en la interfaz entre la célula inmune y el patógeno favorece la adhesión y fagocitosis del patógeno.

Los grupos de la Dra. Vega y el Dr. Rodríguez de Córdoba pertenecen a la Plataforma Salud Global del CSIC donde colaboran en estudios dirigidos al tratamiento de los síntomas más severos de la COVID-19 mediante estrategias centradas en el sistema del complemento. Los dos grupos han descrito previamente nuevos mecanismos de inmunoevasión en Streptococcus pyogenes y otras bacterias patógenas que interfirieren con el papel de la proteína del complemento C5a, reduciendo la atracción de los neutrófilos a los sitios de infección. El trabajo que publican ahora facilitará el desarrollo de estrategias para modular la actividad de CR3 en enfermedades autoinmunes e inflamatorias.

Referencia: The crystal structure of iC3b-CR3 αI reveals a modular recognition of the main opsonin iC3b by the CR3 integrin receptor. Fernández FJ*, Santos-López J, Martínez-Barricarte R, Querol-García J, Martín-Merinero H, Navas-Yuste S, Savko M, Shepard WE, Rodríguez de Córdoba S, & Vega MC*. Nature Communications 13, 1955 (2022). https://www.nature.com/articles/s41467-022-29580-2

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Nota de prensa del CSIC: enlace.

Nota de Prensa del Sincrotrón SOLEIL: enlace.