El trabajo, liderado por un equipo del CSIC y el IDIBELL con la colaboración del IBEC, consigue visualizar células de embriones eliminando infecciones bacterianas, antes de la formación del sistema inmune. La investigación describe un mecanismo de fagocitosis similar al que usan los glóbulos blancos, y revela que ese mecanismo también está presente en embriones humanos
Una investigación liderada por investigadores del Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB) del CSIC y del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL) en colaboración con el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) ha conseguido filmar cómo un embrión de pocos días se defiende de una potencial infección por bacterias. El trabajo se publica esta semana en la revista Cell Host and Microbe.
En concreto, han podido ver cómo embriones de pez cebra utilizan unas células presentes en su superficie, conocidas como células epiteliales, para ingerir y destruir las bacterias mediante un proceso llamado fagocitosis, similar al que realizan los glóbulos blancos. De manera crucial, el trabajo pudo observar que esta capacidad de eliminar bacterias también está presente en embriones humanos.
Por primera vez, se ha descubierto la capacidad de los embriones para eliminar infecciones, un hecho que puede tener una relevancia significativa en el ámbito de la medicina reproductiva.
Eduard Torrents
Utilizando técnicas de microscopía de última generación, la investigación muestra cómo las células capturan bacterias Escherichia coli y Staphylococcus aureus mediante pequeñas protuberancias de su membrana, en las que está implicada la proteína Actina. “Nuestra investigación demuestra que, al inicio del desarrollo —antes de la implantación en el útero y antes de la formación de órganos—, los embriones ya cuentan con un sistema de defensa que les permite eliminar infecciones bacterianas “, apunta Esteban Hoijman, investigador del IBMB-CSIC y del IDIBELL, líder de la investigación. El primer autor del trabajo es Joan Roncero-Carol, investigador predoctoral en el Laboratorio de Bioimagen de Células Embrionarias del CSIC-IDIBELL.
Este proceso, explica la investigación, funciona como un mecanismo de fagocitosis, activa genes de inmunidad en estas células, elimina las bacterias de forma eficaz y contribuye al correcto desarrollo embrionario en caso de infección.
“Este sistema podría representar el origen de la inmunidad. El estudio nos revela la primera interacción entre el nuevo organismo en formación y su microentorno biológico”, añade Hoijman, quien dirige el laboratorio de Bioimagen de Células Embrionarias.
Nuestro equipo preparamos las muestras para la microscopia de fluorescencia, que nos permitió demostrar que las células del blastocisto son capaces de fagocitar partículas externas y bacterias.
Marc Casals
En cuanto a la participación del IBEC en el estudio, desde el grupo de Infecciones Bacterianas y Terapias Antimicrobianas (BIAT) del instituto, tanto Núria Blanco Cabra como Eduard Torrents han participado en los experimentos de interacción entre embriones y bacterias patógenas: “Este trabajo abre una nueva vía para entender como el embrión puede interaccionar con las bacterias como mecanismo de protección. Por primera vez, se ha descubierto la capacidad de los embriones para eliminar infecciones, un hecho que puede tener una relevancia significativa en el ámbito de la medicina reproductiva”, dice Torrents, investigador principal del grupo y coautor del estudio.
Por otro lado, del grupo de Bioingeniería en Salud Reproductiva del IBEC, liderado por Samuel Ojosnegros, coautor del estudio, ha colaborado en el trabajo con el cultivo de embriones para la realización de los experimentos: “Nos encargamos de la hormonación, la obtención de los embriones y su cultivo hasta el estadio de blastocisto. También preparamos las muestras para la microscopia de fluorescencia, que nos permitió demostrar que las células del blastocisto son capaces de fagocitar partículas externas y bacterias”, detalla Marc Casals, científico del grupo y coautor del estudio.
La investigación también ha contado con la participación de investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG), de la Universidad Pompeu Fabra (UPF), de la Universidad de Barcelona (UB), del Hospital Universitario Dexeus y de ICREA.
Prevenir malformaciones y mejorar terapias reproductivas
Al inicio del desarrollo, los embriones están expuestos a múltiples cambios en su entorno que pueden representar una amenaza, ya que aún no han desarrollado el sistema inmune que los protege.
Este trabajo podría ayudarnos en el futuro a mejorar la fertilidad, prevenir malformaciones embrionarias y desarrollar nuevas terapias reproductivas.
Esteban Hoijman
En el útero, las infecciones tienen una alta incidencia y están asociadas a la infertilidad. Sin embargo, hasta ahora se desconocía cómo reacciona un embrión al encontrarse con una bacteria. Este trabajo revela que las capacidades inmunes de un embrión comienzan mucho antes de la existencia de los glóbulos blancos, y “podría ayudarnos en el futuro a mejorar la fertilidad, prevenir malformaciones embrionarias y desarrollar nuevas terapias reproductivas”, explica Esteban Hoijman.
En ese sentido, el hallazgo también replantea la necesidad, cada vez más importante, de conocer con más detalle la población de bacterias que pueden colonizar el útero, diferenciando las invasoras (y posibles patógenas) de potenciales bacterias residentes que podrían tener efectos beneficiosos para la fisiología reproductiva.
Artículo de referencia:
Joan Roncero-Carol, June Olaizola-Muñoa, Begoña Arán, Loris Sebastiano Mularoni, Marta Miret Cuesta, Nuria Blanco-Cabra, Marc Casals, Mireia Rumbo, Miquel Sole Inarejos, Samuel Ojosnegros, Berta Alsina, Eduard Torrents, Anna Veiga, Manuel Irimia and Esteban Hoijman* Epithelial cells provide immunocompetence to the early embryo for bacterial clearance, Cell Host and Microbe (2025). DOI: 10.1016/j.chom.2025.05.025
