Efecto de la concentración de O2 en la respuesta efectora de células del sistema inmune

Abstract

Los macrófagos son fagocitos profesionales que desempeñan un papel clave en la respuesta inmune innata, actuando como primera línea de defensa frente a microorganismos invasores. Entre sus mecanismos más efectivos para destruir el material fagocitado se encuentra el “estallido respiratorio”, un proceso que genera especies reactivas del oxígeno altamente citotóxicas mediante el aumento del consumo de oxígeno molecular (O2 ), mediado por la enzima NADPH oxidasa 2 (Nox2). En paralelo, frente a señales proinflamatorias, como la presencia de patógenos, se activa la enzima óxido nítrico sintasa inducible (iNOS), responsable de la producción de óxido nítrico (•NO).

La producción simultánea de •NO y superóxido (O2 •-) da lugar a la formación de peroxinitrito (ONOO⁻), una especie que directa o indirectamente es capaz de dañar múltiples blancos moleculares del patógeno, contribuyendo a su eliminación.

La mayor parte de estos procesos han sido estudiados tradicionalmente bajo condiciones experimentales de 21% de O2 (aire atmosférico), que no reflejan el ambiente fisiológico. En los tejidos humanos, concentración de oxígeno suele ser significativamente menor, oscilando entre 2% y 14%, con un promedio de 4-6% en la mayoría de los tejidos. Esta discrepancia plantea la necesidad de reevaluar los mecanismos inmunitarios en condiciones más representativas del microambiente tisular.

En este trabajo se utilizó la línea celular murina de macrófagos J774A.1 para estudiar la producción de especies reactivas derivadas del O2 y nitrógeno (•NO, O2 •- y ONOO⁻) bajo diferentes concentraciones de O2 , así como su capacidad citotóxica frente al parásito Trypanosoma cruzi (T.Cruzi). Se evidenció que la disponibilidad de O2 influye significativamente en la producción de estas especies reactivas. La Nox2 mostró una alta afinidad por el O2 (Km de 26 μM equivalente a 2,9% de O2 ), lo que sugiere que esta enzima puede funcionar cerca de su capacidad máxima incluso bajo tensiones de O2 4-6%.

En cambio, la iNOS presentó un Km aparente más elevado para el O2 (42 μM, equivalente a ~4,6% O2 ), lo que indica que su actividad es significativamente modulada dentro del rango fisiológico de oxígeno tisular. La producción de ONOO⁻ también mostró una dependencia con la concentración de O2, alcanzando su valor máximo al 10% de O₂. Además a 6% de O2 , los macrófagos activados conservaron una capacidad citotóxica significativa frente a T. cruzi, lo que respalda la hipótesis de que la respuesta de la inmunidad innata puede mantenerse funcional en entornos con pO2 fisiológicas. Estos resultados destacan la importancia de considerar tensiones de oxígeno fisiológicamente relevantes en los estudios de la inmunidad innata y aportan evidencia experimental para comprender la función de los macrófagos en contextos fisiopatológicos donde la disponibilidad de O2 se encuentra reducida.