Como ocurre con otras características o rasgos, existen diferencias en la respuesta inmunitaria entre ambos sexos biológicos. Las mujeres suelen ser más proclives a las enfermedades autoinmunes, mientras que los hombres son más susceptibles a ciertas infecciones virales, como se puso de manifiesto en la reciente pandemia de COVID-19.

Un reciente estudio publicado en Nature Inmunology ofrece una explicación a la diferencia de susceptibilidad a algunas infecciones virales. El equipo ha identificado un gen, que escapa a la inactivación del cromosoma X y se expresa a mayores niveles en un tipo de célula inmunitaria en mujeres, facilitando su acción antiviral.

Los linfocitos NK como elemento central de las diferencias en la respuesta antiviral

Los linfocitos o células NK  (del inglés Natural Killer) representan una de las primeras líneas de defensa del organismo frente a virus por lo que estudios previos ya habían planteado que este tipo de células podría estar implicado en las diferencias en la respuesta antiviral entre ambos sexos.

Hasta el momento se sabía que el número de linfocitos NK es mayor en hombres que en mujeres, lo que resultaba inesperado, teniendo en cuenta que los hombres son más susceptibles a los virus. Ahora, los investigadores de la Universidad de California Los Angeles han encontrado una diferencia genética entre hombres y mujeres que lleva a que los linfocitos NK de las mujeres sean más efectivos frente a los virus.

Un gen que escapa a la inactivación del cromosoma X contribuye a  mejorar la eficacia de los linfocitos NK

A partir del análisis de expresión de linfocitos NK de ambos sexos, los investigadores encontraron que el gen KDM6A, se expresa a menores niveles en individuos masculinos que en los femeninos, tanto en ratón como en humanos.

El gen KDM6A codifica para UTX, un regulador epigenético que modula la expresión génica. Una característica de KDM6A es que se localiza en el cromosoma X, del que las mujeres tienen dos copias y los hombres una única. Para mantener el equilibrio de dosis génica entre ambos sexos, en las células de sexo femenino se produce la inactivación de uno de los dos cromosomas X. No obstante, algunos genes escapan a esa inactivación, contribuyendo a las diferencias entre ambos sexos. Este es el caso del gen que codifica para UTX.

Los investigadores han encontrado que KDM6A se expresa de forma más elevada en miembros del sexo femenino, independientemente de los niveles de hormonas gonadales. Por tanto la expresión diferencial de KDM6A entre ambos sexos es una característica de dimorfismo sexual independiente de las hormonas sexuales.

En los diferentes experimentos realizados los investigadores encontraron que, por una parte UTX regula el número de linfocitos NK, afectando negativamente a su supervivencia (razón por la cual las mujeres tienen menor número de estas células), y por otra aumenta su efectividad y efecto citotóxico.

“Aunque se sabe que los hombres tienen más células NK en comparación con las mujeres, no entendíamos por qué el aumento del número de células NK no era más protector durante las infecciones virales. Resulta que las mujeres tienen más UTX en sus células NK que los hombres, lo que les permite luchar contra las infecciones virales de manera más eficiente”, dijo la coautora principal, la Dra. Maureen Su, profesora de microbiología, inmunología y genética molecular y de pediatría en la Escuela de Medicina David Geffen de la UCLA.

A través de su papel como regulador epigenético, “la proteína UTX de las células NK es necesaria para controlar la eficacia biológica de las células NK, modular la accesibilidad a motivos de unión de factores de transcripción, aumentar la accesibilidad en genes efectores y preparar a las células NK para una rápida respuesta a la infección viral”, señalan los autores en el trabajo.

Implicaciones terapéuticas de los resultados

Los resultados del trabajo tienen diversas implicaciones para la práctica clínica. En primer lugar, pueden ser aplicados en el desarrollo de aproximaciones terapéuticas más personalizadas. Las diferencias en la función de los linfocitos NK observadas en ambos sexos apuntan a considerar el sexo biológico como variable en ciertos escenarios, como por ejemplo el de hombres con enfermedad viral grave donde “aumentar la actividad de UTX en las células NK podría proporcionar beneficio terapéutico”, señalan los autores.

Otro escenario de interés podría ser el de las terapias celulares frente al cáncer. “Dada la emoción reciente con el uso de linfocitos NK en la clínica, necesitaremos incorporar el sexo como un factor biológico en las decisiones de tratamiento y el diseño de la inmunoterapia”, ha señalado Tim O’Sullivan, profesor de Microbiología, Inmunología y Genética Molecular en la Universidad de California Los Angeles y uno de los directores del trabajo.

Además, los resultados aportan información que podría ser útil para comprender mejor dos condiciones asociadas a la deficiencia de  UTX: el síndrome de Kabuki y el síndrome de Turner. Ambas conllevan una alteración del sistema inmunitario y un riesgo aumentado a las infecciones. Estudios futuros deberán evaluar si las diferencias observadas entre ambos sexos en las linfocitos NK pueden tener relevancia en estas enfermedades.

Por último, los investigadores también plantean que serán necesarios nuevos estudios para determinar si UTX actúa también modulando las diferencias entre sexos que se observan en otros tipos celulares inmunitarios, como las células B, monocitos, neutrófilos o ciertos linfocitos T.

Artículo científico: Cheng, M.I., Li, J.H., Riggan, L. et al. The X-linked epigenetic regulator UTX controls NK cell-intrinsic sex differences. Nat Immunol (2023). https://doi.org/10.1038/s41590-023-01463-8

Fuente:  An extra X chromosome-linked gene may explain decreased viral infection severity in females. https://www.uclahealth.org/news/extra-x-chromosome-linked-gene-may-explain-decreased-viral

Abril 12/2023 (Genotipia) – Tomado de la selección de Genética Médica. Copyright 2023. Genotipia

Por tener un segundo cromosoma X, las mujeres obtienen dos «dosis» de una proteína protectora de un gen que solo existe en este cromosoma sexual femenino. Algunas personas, tanto hombres como mujeres, tienen una variante especialmente potente de este gen, que se llama KDM6A, que les brinda aún más protección. Pero, debido a la forma en que funcionan los cromosomas sexuales (las mujeres tienen dos X, pero los hombres solo tienen una), las mujeres tienen dos copias de este gen que producen la proteína protectora.

El nuevo estudio ofrece un primer vistazo a cómo los cromosomas sexuales afectan la vulnerabilidad al alzhéimer. Y ayuda a explicar por qué las mujeres sobreviven más tiempo y con síntomas menos graves que los hombres durante las primeras etapas de la enfermedad, incluso cuando tienen niveles comparables de proteínas tóxicas del alzhéimer en sus cerebros.

Este hallazgo desafía un dogma de larga data de que las mujeres son más vulnerables al alzhéimer, resalta la doctora Dena Dubal, profesora asociada de neurología en la UCSF, autora principal del estudio y miembro del Instituto Weill de Neurociencias de UCSF. Más mujeres que hombres tienen alzhéimer porque sobreviven hasta edades más avanzadas, cuando el riesgo es mayor. Pero también sobreviven con la enfermedad durante más tiempo.

Si bien gran parte del segundo cromosoma X de una mujer está «silenciado» por una capa externa de ARN no codificante, una pequeña cantidad de genes escapan de este proceso, tanto en ratones como en humanos, dando a las hembras el doble de la dosis de las proteínas codificadas por esos genes.

Los investigadores se concentraron en uno de estos genes activos, KDM6A, que ya se sabe que está involucrado en el aprendizaje y la cognición: cuando este gen funciona mal, causa el síndrome de Kabuki, caracterizado por un retraso en el desarrollo y una discapacidad intelectual de leve a grave.

Revisando bases de datos públicas de estudios de expresión genética, los científicos descubrieron una variante especialmente activa de KDM6A que es portadora por aproximadamente el 13 por ciento de las mujeres y el 7 por ciento de los hombres en todo el mundo. Debido a que las mujeres tienen dos cromosomas X, tienen una mayor probabilidad de portar al menos una copia de esta variante, y algunas mujeres portan dos copias.

Cuando los científicos observaron varios estudios a largo plazo de personas mayores, muchas de las cuales ya tenían un deterioro cognitivo leve, pudieron ver que las mujeres con una copia, o mejor aún, dos copias, de la variante parecían progresar más lentamente hacia alzhéimer. Todavía no está claro si lo mismo ocurre con los hombres que portan la variante en su cromosoma X, ya que es posible que haya muy pocos de ellos en el estudio para ver algún efecto.

Se sabe poco sobre las formas en que la genética impulsa las diferencias en la forma en que las enfermedades afectan a hombres y mujeres, señala Jennifer Yokoyama, profesora asociada de neurología en el UCSF Memory and Aging Center y miembro del Weill Institute, quien analizó la variante KDM6A en el nuevo estudio.

«Debido a que los cromosomas X e Y son difíciles de comparar entre sí, los grandes estudios de asociación de todo el genoma se han realizado en cromosomas no sexuales, explica. Quizás nuestro estudio destacará el hecho de que, después de todo, podría haber algo bastante interesante en el cromosoma X».

Los estudios de expresión genética mostraron que las mujeres en general tenían más proteína KDM6A en el cerebro que los hombres. También demostraron que las personas con alzhéimer tenían más proteína en las regiones del cerebro que se dañan al principio de la enfermedad. Los investigadores teorizaron que las neuronas en estas regiones pueden producir más proteína para protegerse contra la enfermedad, aunque los datos que analizaron solo pudieron identificar asociaciones y no probar las causas.

Para acercarse a esta cuestión causal, los científicos realizaron experimentos en ratones. Primero, observaron el interior del cerebro de ratones hembra y confirmaron que ambas copias de Kdm6a estaban transcribiendo activamente ARN para producir proteínas. Las hembras tenían niveles significativamente más altos de esta proteína en una región del cerebro llamada hipocampo, que es fundamental para el aprendizaje y la memoria y se daña temprano en la enfermedad de Alzheimer.

Luego criaron ratones que modelan el alzhéimer humano al producir beta amiloide tóxica en sus cerebros, por lo que su descendencia masculina produjo amiloide y también portó dos cromosomas X como las hembras.

Con un segundo cromosoma X, los ratones machos obtuvieron mejores resultados en las pruebas cognitivas y también vivieron más tiempo, a pesar de las proteínas tóxicas en sus cerebros. Para asegurarse de que fue la segunda X la que proporcionó protección, en lugar de la ausencia de un cromosoma Y, los científicos eliminaron la segunda X de las hembras de ratones con alzhéimer. Y al igual que los machos, estas hembras tenían más deterioro cognitivo y morían más rápido.

En otras pruebas, cuando los científicos expusieron neuronas de cerebros de ratones machos y hembras a dosis crecientes de beta amiloide, las neuronas machos murieron más rápido. Pero esta diferencia se eliminó cuando los científicos utilizaron una técnica de edición de genes para reducir los niveles de proteína Kdm6a en las neuronas del cerebro de las hembras y aumentarla en las neuronas del cerebro de los ratones machos.

Los investigadores se basaron en estos hallazgos aumentando Kdm6a en una región del hipocampo llamada circunvolución dentada, que participa en el aprendizaje espacial y la memoria, en ratones machos con alzhéimer. Un mes después, los ratones machos tenían tanta proteína del gen en esa región del cerebro como las hembras. Estos machos también obtuvieron resultados significativamente mejores en las pruebas de memoria espacial que los ratones machos sin el Kdm6a añadido.

«Nuestro estudio revela un nuevo papel para los cromosomas sexuales, resalta Dubal. Este mecanismo de protección en el cromosoma X abre la posibilidad de que podamos aumentar la resiliencia al alzhéimer y otros trastornos neurodegenerativos al aumentar Kdm6a u otros factores X tanto en hombres como en mujeres».

agosto 27/2020 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.