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La primera vacuna para insectos se aprobó hace poco más de un año en Estados Unidos. Su función es proteger a las abejas melíferas de la llamada loque americana, una enfermedad bacteriana de gran impacto en el sector apícola. Las abejas europeas también sufren una variante de esta enfermedad, que es letal para sus larvas.
Esta vacuna consiste en una solución azucarada con una versión bacteriana muerta incapaz de atacar a las larvas y que fortalece su sistema inmunitario frente a futuras infecciones.
¿Cómo se defienden de los patógenos los invertebrados?
La importancia de los invertebrados en nuestra vida cotidiana es indiscutible. Algunas especies resultan perjudiciales para la salud y la economía, pero la mayoría son beneficiosas como polinizadores y bioindicadores ambientales.
Sin embargo, se desconocen muchos aspectos de su sistema inmunológico. Comprender qué mecanismos usan para defenderse de sus enemigos puede contribuir a la prevención de pandemias y promover la salud sostenible, tal como se recoge en el plan de acción 2022-2026 sobre salud global de la asociación cuatripartita (FAO, PNUMA, OMSA y OMS).
En un principio, se pensaba que carecían de sistema inmunitario. Posteriormente, se reconocía que tenían un sistema de defensa muy básico. Y con el paso del tiempo, se ha ido observando la semejanza con muchos aspectos del sistema inmunológico de vertebrados.
Ahora sabemos que su secuencia de activación de respuestas inmunitarias es más eficiente de lo que se creía hace unas décadas. Si comparamos a grandes rasgos el sistema inmunitario de vertebrados e invertebrados ante una invasión de patógenos, observamos que ambos presentan barreras físicas como primera línea de defensa y una respuesta innata (no específica).
Los vertebrados, además, cuentan con una respuesta adaptativa (específica) que les permite desarrollar memoria inmunológica para futuros encuentros con el mismo agente invasor. La cuestión es si los invertebrados necesitan esa complejidad defensiva.
La corta esperanza de vida, el pequeño tamaño y la reducción del coste energético son tres razones por las cuales, durante la evolución, no han necesitado desarrollar un sistema inmunológico adaptativo como el de los vertebrados.
Éxito de supervivencia
Un simple sistema inmunitario de tipo innato ha permitido a los invertebrados poblar el planeta desde hace cientos de millones de años, mucho antes que los vertebrados. Todo un éxito evolutivo que se traduce en la supervivencia de 1 521 459 especies, el 95 % de todas las especies animales conocidas –mientras, los vertebrados solo representan un 5 %–.
Abejas, anémonas y cangrejos son un ejemplo de la enorme diversidad de invertebrados existente, con un patrón defensivo común y muy conservado a lo largo de la evolución.
Todos ellos despliegan un ejército operativo de defensas cuyo objetivo final es neutralizar o eliminar al patógeno invasor, manteniendo un equilibrio entre costes y beneficios.
El papel de la hemolinfa y los hemocitos
Para entender cómo se defienden los invertebrados de sus patógenos, es crucial saber que su sistema circulatorio no es cerrado como el nuestro.
En muchas especies, la hemolinfa, fluido similar a la sangre, baña directamente los tejidos, facilitando la rápida movilización de los hemocitos (células que actúan como agentes de policía) hacia los focos de infección.
Cuando un patógeno atraviesa la primera línea de defensa del invertebrado, como el exoesqueleto en cangrejos y abejas o el mucus en anémonas, entra en la hemolinfa, donde los hemocitos reconocen las moléculas microbianas mediante receptores y desencadenan una reacción enzimática en cascada.
Escenario de contraataque
Tras la detección del patógeno invasor, tiene lugar la fagocitosis. Si el patógeno es pequeño, los hemocitos lo engullen y eliminan. Si es grande, la fagocitosis es ineficiente. Entonces entra en juego la activación del sistema fenoloxidasa, en el que los hemocitos se agrupan para encapsular el patógeno.
Las serinas proteasas que se encuentran dentro de cada una de estas células policía estimulan la generación de fenoloxidasa, una enzima que oxida fenoles para producir quinonas y melanina, ambos con propiedades antimicrobianas.
Por último, tiene lugar la melanización: la melanina crea un blindaje externo alrededor del patógeno, que es asfixiado y aniquilado por los productos tóxicos.
Estudios científicos recientes apuntan que incluso algunos invertebrados podrían transferir sus hallazgos inmunológicos a su descendencia (inmunidad transgeneracional).
En definitiva, a pesar del impacto social que los invertebrados tienen y el interés que suelen despertar en los medios de comunicación, aún queda mucho por saber sobre su sistema inmunitario.
Es crucial investigarlo para desarrollar estrategias de prevención de enfermedades en las abejas productoras de miel, controlar plagas que afectan nuestros cultivos (como pulgones, arañas rojas y moscas blancas) y combatir enfermedades infecciosas transmitidas por vectores invertebrados, como la malaria, la enfermedad de Chagas y la leishmaniosis.
JAVIER CARRIÓN HERRERO es Investigador Principal de un proyecto de generación de conocimiento PID2023-148406OB-I00 financiado por el Ministerio Español de Ciencia, Innovación y Universidades. También es responsable de un proyecto de innovación docente financiado por la Universidad Complutense de Madrid.