El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), a través del grupo Inmunología y Genómica del Instituto de Investigaciones Marinas (IIM), ha logrado un hallazgo «revolucionario» en el campo de la inmunología marina.

En concreto, el CSIC explica que se trata del descubrimiento de una «expansión masiva» de genes de receptores inmunes ‘TLR’ (‘Toll-like receptors’) en mejillones y otras especies de bivalvos.

Los detalles de la investigación, realizada en colaboración con la Universidad de Trieste (Italia), se publican en el artículo ‘Bivalves Present the Largest and Most Diversified Repertoire of Toll-Like Receptors in the Animal Kingdom, Suggesting Broad-Spectrum Pathogen Recognition in Marine Waters’, de la revista evolutiva Molecular Biology and Evolution.

«Se trata de algo nunca antes visto en el reino animal y pone de manifiesto cómo la evolución ha dotado a los mejillones y otros bivalvos de una capacidad única para adaptarse y resistir en un entorno hostil. Su diversidad genética en receptores inmunes no solo es impresionante, sino que también plantea preguntas fascinantes sobre cómo otros organismos podrían beneficiarse de mecanismos similares», valora el investigador principal del proyecto, Antonio Figueras.

Los receptores ‘TLR’ están presentes en casi todas las especies animales y juegan un papel crucial en la defensa del organismo. Son los encargados de reconocer patógenos y activar la respuesta inmune. «Pero lo que hace a los bivalvos tan fascinantes es que, a diferencia de los vertebrados, no cuentan con un sistema inmune adaptativo. En lugar de crear anticuerpos específicos, estos animales dependen exclusivamente de su sistema inmune innato para defenderse de los invasores», explica Amaro Saco, primer autor del artículo.

«Es ahí, entonces, donde entra en juego la extraordinaria diversidad de receptores ‘TLR’ descubierta en estos moluscos. Los mejillones, por ejemplo, tienen alrededor de 260 genes de ‘TLR’ en su genoma, comparado con solo 10 en los humanos. Otras especies de bivalvos, como las ostras y almejas, poseen cerca de 100. Esta diversidad permite a los bivalvos reconocer una mayor variedad de patógenos, algo clave para su supervivencia en un entorno marino lleno de microorganismos potencialmente peligrosos», prosigue.

El estudio que ha permitido obtener esta información se desarrolló a través rastreo del origen de los genes ‘TLR’ en los cnidarios, un grupo de animales marinos como las medusas.

«Aunque estos organismos presentan un pequeño número de ‘TLR,’ los bivalvos han experimentado una expansión evolutiva espectacular en esta familia de genes. Esta expansión está acompañada de una gran diversidad funcional, lo que les permite reconocer y combatir una amplia gama de patógenos», señala la directora del grupo de investigación, Beatriz Novoa.

SELECCIÓN NATURAL

El equipo de investigación descubrió que esta diversidad no es aleatoria, sino que está impulsada por fuerzas de selección natural que actúan sobre la región extracelular de los receptores ‘TLR’, la cual interactúa directamente con los patógenos.

Este detalle sugiere que la evolución ha moldeado estos genes para adaptarse a las amenazas específicas que enfrentan los bivalvos. «Uno de los aspectos más sorprendentes de este hallazgo es cómo los mejillones, a pesar de no tener la capacidad de producir anticuerpos como los humanos, han desarrollado un sistema inmune altamente específico. Gracias a su variabilidad genética, las poblaciones de mejillones pueden adaptarse mejor a diferentes ambientes y patógenos. Por ello, este estudio incluso sugiere que los mejillones podrían tener una ventaja evolutiva frente a otras especies gracias a esta plasticidad genómica», avanza Antonio Figueras.

De hecho, en 2020, el mismo equipo de investigadores publicó el genoma del mejillón, revelando que posee el primer «pan-genoma» abierto descrito en un animal. Esto significa que los mejillones tienen un porcentaje significativo de genes variables, presentes en algunos individuos y ausentes en otros, la mayoría de ellos relacionados con la inmunidad.

Este mecanismo de variación genética entre individuos refuerza la resistencia de la especie, lo que permite a las poblaciones hacer frente a amenazas ambientales de manera colectiva.