Hay ozono en nuestras células
Un equipo de investigadores estadounidenses descubrió que el ozono
es producido por algunos glóbulos blancos humanos y tendría
efectos bactericidas.
Los anticuerpos participan en funciones que eran insospechadas anteriormente
y constituyen una piedra angular de la inmunología, según
prestigiosos científicos argentinos y extranjeros.
Por Cristina Pérez
Doctora en Química y Profesora Adjunta en la Facultad de Odontología
de la UBA. Realizó el curso de Introducción a la Divulgación
Científica en la FCEyN, en 2003.
La palabra ozono evoca, muy probablemente, la capa
atmosférica que protege a nuestro planeta al filtrar las radiaciones
ultravioletas del Sol. Sin embargo, y asombrosamente, esta variante azulada
del oxígeno puede ser producida por nuestro organismo, según
un artículo publicado recientemente en Science por un equipo de
investigadores de The Scripts Research Institute, de California, Estados
Unidos, liderados por el doctor Paul Wentworth.
El asombro puede ser aún mayor si continuamos la lectura y nos
enteramos de que este gas, que huele a tierra mojada, es capaz de matar
bacterias al ser producido con la participación de los anticuerpos.
Más aún, para producir el ozono, los anticuerpos se comportan
de una manera totalmente insospechada: son capaces de actuar como enzimas.
La catálisis enzimática, a grandes rasgos, es un mecanismo
a través del cual las enzimas pueden facilitar una reacción
química y, al final del proceso, recuperarse en el mismo estado
en que se encontraban antes de iniciarlo.
En realidad, recientemente, Wentworth y sus colegas habían informado
que los anticuerpos, al ser irradiados por luz visible, podían
actuar como enzimas y, de esta forma, convertirse en fábricas de
“agua oxigenada”, como se conoce vulgarmente al peróxido
de hidrógeno disuelto en agua. Ahora la riovedad es el hallazgo
del ozono y otros compuestos oxidantes como nuevos y más eficaces
productos de la fábrica.
El descubrimiento de la función enzimática de los anticuerpos
constituye una piedra angular de la inmunología, opina el doctor
Edgardo Poskus, investigador principal del CONICET y profesor titular
de Inmunología de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de
la UBA.
Hasta hace poco los anticuerpos eran conocidos por pegarse o unirse a
los antígenos como forma de defensa del organismo. Pero ahora pueden
ser imaginados como balas o sondas dirigidas que, por una parte, reconocen
al antígeno y por otra, producen una cascada de compuestos oxidantes
que destruyen los blancos o dianas seleccionados. Esta cascada requiere,
como disparador o cebador, la formación de una sustancia muy reactiva
denominada oxígeno singulete que impacta, como viento, sobre un
sitio específico de los anticuerpos donde se realiza la catálisis,
en opinión del Dr,. Poskus.
Bacterias, anticuerpos y oxidantes
En los experimentos realizados por Wentworth, todos los compuestos oxidantes
originados por los anticuerpos irradiados in vitro resultaron eficaces
para provocar la muerte de bacterias en cultivos de Escherichia coli.
Esta especie, habitante normal de nuestro intestino, ha estado en boga
recientemente en la Argentina por contaminar carne, en particular hamburguesas,
y otros alimentos.
“La muerte de E. Coli observada por los investigadores podría
ser atribuida, en parte, al agua oxigenada. Sin embargo, la cantidad de
producto generada por el sistema de estudio era insuficiente para producir
la muerte de un número tan elevado de bacterias. Habría
sido necesaria, por tanto, la presencia de otro producto del oxígeno
con mayor eficacia bactericida; y fue así como los autores identificaron
al ozono como nuevo integrante de la familia”, analizan conjuntamente
los doctores Juan José Poderoso y Jorge Peralta, director e investigador,
respectivamente, del Laboratorio de Metabolismo del Oxígeno y profesores
de Medicina Interna de la UBA.
No estaban tan equivocados los médicos que enviaban a los enfermos
de tuberculosis a curarse al valle de Punilla, en Córdoba, donde
los niveles de ozono son elevados. Utilizando compuestos radioactivos
y una combinación de técnicas químicas y físicas
de gran sensibilidad, como la espectrometría de masas, los autores
pudieron detectar la producción de un compuesto que tenía
todas las señas particulares del ozono. Esto constituye un logro
valioso si se considera que en los sistemas de estudio la aparición
del ozono es muy fugaz, ya que se forma y destruye a altísimas
velocidades, según el doctor Poderoso.
A escala química industrial ya se conocían las propiedades
bactericidas del ozono y de hecho se utiliza en combinación con
el agua oxigenada para desinfectar tanques de agua, por ejemplo. El equipo
de Wentworth muestra, curiosamente, que estos compuestos pueden producirse
en estructuras derivadas de células y; por mecanismos absolutamente
distintos, también pueden reaccionar entre sí formando otros
metabolitos del oxígeno, con lo cual se enriquece y propaga el
arsenal de compuestos tóxicos para bacterias y otros microorganismos.
Ozono, células y animales
Luego de los estudios in vitro, el paso siguiente de los autores fue dilucidar
si el ozono era producido en células humanas.
Para su regocijo, Wentworth y sus colegas detectaron que, efectivamente,
ese gas era sintetizado por los neutrófilos. Estos micrófagos
o pequeños devoradores, que constituyen un tipo de glóbulos
blancos, ofician de guardianes al detectar microorganismos o partículas
extrañas y luego destruirlas. Al enfrentarse a una bacteria invasora,
por ejemplo, vuelcan el contenido de sus gránulos al exterior celular
y allí producen un cóctel muy concentrado de compuestos
oxidantes que la destruyen.
Estos datos son interesantes como reflejo de lo que ocurre normalmente
en el organismo, ya que los glóbulos blancos absorben luz visible
o blanca, de donde proviene su nombre, con lo cual estarían en
condiciones similares a las del experimento. Sin embargo, es posible que
los hechos observados se produzcan sin la participación de la luz,
ya que los neutrófilos pueden producir compuestos capaces de intercalarse
en la cascada de oxidantes y generar, por lo tanto, ozono.
“Más aún -agrega Peralta-, la detección del
ozono en un modelo experimental de inflamación en ratas indicaría
su participación en procesos inmunitarios, ya que la inflamación
es considerada como una forma de defensa del organismo. Este modelo involucra
la participación, corno desencadenantes, de los anticuerpos unidos
a antígenos, que son capaces de aglutinar neutrófilos, entre
otras acciones. Con esto se demuestra la participación de los anticuerpos
en procesos inmunitarios de animales vivos. Es probable, por lo tanto,
que el ozono participe, al igual que en los neutrófilos, en otros
tipos de células inflamatorias en seres humanos”.
Congéneres del oxígeno en el
organismo
Antes del descubrimiento del ozono, se sabía que las células
que intervienen en procesos de defensa producen distintos compuestos o
metabolitos del oxígeno, como el agua oxigenada, con la participación
de distintas proteínas enzimáticas, que suelen actuar en
forma secuencial o concertada. Curiosamente, en este entorno celular existen
otros sistemas enzirnáticos que agregan compuestos oxidantes comunes
en el hogar, tales como el hipoclorito o lavandina.
Estos oxidantes sirven para defenderse de microorganismos invasores. Sin
embargo, si su actividad se incrementa en forma inadecuada, pueden lesionar
a las células del propio huésped, conduciendo a su autodestrucción.
Esta puede formar parte de procesos normales de envejecimiento o patológicos
como la artritis reumatoidea. El desarrollo de medicamentos destinados
a inhibir o retrasar estos fenómenos adquiere, por lo tanto, gran
importancia terapéutica.
En otro tipo de células, como las del sistema nervioso, los compuestos
del oxígeno modulan su desarrollo, maduración y plasticidad.
Para esto, varían sus concentraciones desde etapas fetales hasta
después del nacimiento. De forma similar, esa actividad reguladora
también es importante para el funcionamiento normal de órganos
como el corazón y el hígado. Funcionarían, por lo
tanto, como segundos mensajeros o señales para que las células
cumplan determinadas funciones.
Es importante destacar que el ozono se agregaría a la lista de
gases mensajeros en biología, que ya integraban el óxido
nítrico y el monóxido de carbono. Nuevamente, vemos que
estos gases pueden estar dentro y fuera de nosotros; de hecho, el ozono
y el óxido nítrico coexisten en el kilómetro 31 de
la atmósfera, según el doctor Peralta.
Inmunidad innata y adquirida
Según comenta Carl Nathan en un artículo publicado también
en Science, los trabajos de Wentworth descubren un puente entre los neutrófilos
y los anticuerpos, como representantes de la inmunidad innata y la adquirida,
respectivamente.
En efecto, todos los organismos tienen mecanismos de reconocimiento de
su propia naturaleza a través de los cuales son capaces de vigilar
y de reaccionar contra cualquier elemento extraño. La inmunidad
innata es uno de estos mecanismos e involucra la participación
de células como los neutrófilos, que tienen la propiedad
de generar compuestos oxidantes inespecíficos.
Después de millones de años de evolución, aparece
la inmunidad adquirida, adaptativa o moderna, que es mediada por los anticuerpos.
Estos utilizan en primera instancia mecanismos de reconocimiento específico
de antígenos o sustancias extrañas al organismo, que se
asemejan a la forma en que una cerradura encastra en su llave a través
de distintos sitios específicos. Como consecuencia de esto, logran
mayor eficiencia para desencadenar otros mecanismos destructivos a través
de la activación de células fagocíticas y sistemas
proteicos como el del complemento.
“Lo impactante de los hallazgos de Wentworth es que, a la novedad
de la especificidad, los anticuerpos le suman la conservación de
las virtudes ancestrales de oxidación enzimática, con lo
cual quedan convertidos en un reforzado puente entre los dos tipos de
inmunidad”, según el doctor Nathan.
Anticuerpos: armas de doble filo
Según el Dr. Poskus, el conocimiento de las funciones de los anticuerpos
ha evolucionado considerablemente, sobre todo a partir de los 70. En ese
momento, Milstein y su equipo estaban desarrollando la metodología
de producción a voluntad de anticuerpos monoclonales, cuyo impacto
científico excepcional lo condujo al Premio Nobel. Si Milstein
leyera estos artículos de Science, seguramente exclamaría,
de acuerdo a la opinión del doctor Poskus, very interesting!, al
ver que los anticuerpos, proteínas de sus amores, acreditan una
propiedad absolutamente exótica, como ésta de la catálisis
enzimática. Esto significa que, en el fondo de su sitio de unión
con el antígeno, tienen un poro productor de sustancias agresivas
oxidantes.
Los anticuerpos pueden resultar armas beneficiosas o adversas. Por ejemplo,
durante el embarazo la placenta permite el paso de anticuerpos de la madre
a su hijo en gestación. “Los anticuerpos sirven, en general,
como protección durante los primeros meses de vida del niño.
Sin embargo, si la mujer se está volviendo diabética mientras
está embarazada, los anticuerpos que lesionan sus células
pancreáticas pueden agredir también a las de su hijo”,
concluye Poskus, que acredita varios premios, como el Houssay (CONICET),
y cuya línea de investigación se focaliza actualmente en
procesos autoinmunes vinculados a la diabetes.
Por otra parte, los anticuerpos pueden usarse como herramientas farmacológicas
para tratar enfermedades autoinmunes, ya que pueden pegarse y actuar contra
células perjudiciales para el organismo, como las que destruyen
articulaciones en la artritis reumatoidea.
En cualquier caso, los hallazgos del equipo de Wentworth amplían
el panorama inmunológico, de forma tal que en adelante será
necesario tener en cuenta que los anticuerpos devenidos enzimas agregan
a sus funciones conocidas tradicionalmente la propiedad de generar ozono
y otros compuestos oxidantes agresivos.
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