Quimiotáctico

Qué es la quimiotaxis

El adjetivo deriva de quimiotaxis, formado con el elemento quimio- (relativo a la química, llegado al español, como en el resto de la familia, a través del francés y en última instancia del griego χημεία) y taxis (τάξις, "orden" u "orientación"). El término lo acuñó en 1888 el botánico alemán Wilhelm Pfeffer, de la Universidad de Tubinga, en un trabajo sobre el movimiento de bacterias, flagelados y algas volvocíneas hacia fuentes de nutrientes disueltas en el agua. El fenómeno no es exclusivo de las bacterias. Décadas después, el mismo principio resultó clave para explicar cómo se defiende el organismo humano.

Mecanismo

En el ser humano, el proceso arranca cuando un tejido dañado o en estado de inflamación libera moléculas señalizadoras: quimiocinas, fragmentos del sistema del complemento como el C5a, o incluso péptidos bacterianos formilados. Estas moléculas se unen a receptores acoplados a proteínas G en la superficie de leucocitos como los neutrófilos y los monocitos. La unión activa, en cascada, proteínas de la familia Rho, que reorganizan el citoesqueleto de actina: se forman prolongaciones en el borde de la célula que apunta hacia la mayor concentración del estímulo. No hay ojos ni brújula. Solo receptores contando moléculas a un lado y otro de la membrana.

Clasificación de los estímulos y del movimiento

No todo gradiente atrae. Cuando la célula se mueve hacia una concentración creciente del estímulo, se habla de quimiotaxis positiva, como ocurre con un neutrófilo y un factor bacteriano; cuando se aleja, de quimiotaxis negativa, un mecanismo menos estudiado pero presente en algunas respuestas de evitación de organismos unicelulares. Los propios agentes quimiotácticos también se clasifican por su origen: hay factores endógenos, generados por el propio organismo (quimiocinas, el fragmento C5a del complemento, el leucotrieno B4), y factores exógenos, de procedencia microbiana, como los péptidos formilados que delatan la presencia de una bacteria. Una vez que el leucocito llega a destino, la fagocitosis del agente causante es ya otro proceso distinto.

Diferenciación con la quimiocina

Quimiotáctico y quimiocina no son sinónimos, pese a que conviven en la misma frase con frecuencia. La quimiocina es la molécula: la señal que se libera y se difunde. Quimiotáctico es la propiedad de la célula que responde a ella, la capacidad de traducir esa señal en movimiento. El C5a del complemento y los péptidos bacterianos formilados son quimiotácticos sin ser quimiocinas: pertenecen a familias moleculares distintas y solo comparten el efecto final sobre el leucocito.

Tampoco debe confundirse con la quimiocinesis, un aumento de la velocidad o la frecuencia del movimiento celular sin orientación definida hacia el estímulo. La quimiotaxis, por definición, sí tiene dirección.

Preguntas frecuentes

¿Quién descubrió la quimiotaxis?

El botánico alemán Wilhelm Pfeffer acuñó el término en 1888, tras observar cómo ciertas bacterias y algas se desplazaban hacia una fuente de nutrientes. Trabajaba con plantas, no con el sistema inmunitario; la aplicación del concepto a los leucocitos humanos llegaría más adelante, de la mano de otros investigadores.

¿Es lo mismo quimiotaxis que quimiocinesis?

No. La quimiotaxis implica dirección: la célula se mueve hacia el estímulo o se aleja de él. La quimiocinesis describe un simple cambio en la velocidad o la frecuencia del movimiento celular, sin que este tenga una orientación definida respecto al gradiente.

¿Solo los leucocitos son capaces de quimiotaxis?

En absoluto: son el ejemplo mejor estudiado en medicina, no el único caso. Los espermatozoides se orientan mediante quimiotaxis hacia sustancias liberadas por el óvulo, y numerosas bacterias la emplean para localizar nutrientes. Es, en el fondo, un mecanismo mucho más antiguo que el sistema inmunitario que hoy lo aprovecha.

¿Qué papel tiene en el cáncer?

Relevante y ambivalente. Algunas células tumorales explotan receptores de quimiocinas, como el CXCR4, para dirigir su propia migración durante la metástasis. El mismo mecanismo que atrae a un neutrófilo hacia una infección puede facilitar la propagación de un tumor.

Referencias

1. British Society for Immunology. Quimiocinas: introducción.
2. Manual MSD, versión para profesionales. Sistema del complemento.
3. Merriam-Webster. Chemotaxis.
4. National Library of Medicine, PMC. The CXCL12-CXCR4 axis in colorectal cancer: immune regulation, metastatic progression, and therapeutic implications.