El receptor de hidrocarburos de arilo (AHR) es una proteína que se encuentra en zonas de barrera como el intestino y el pulmón. Las moléculas naturales de las verduras crucíferas, como por ejemplo, la col rizada, la coliflor, el brécol o la col, son "ligandos" dietéticos del AHR, lo que significa que, una vez ingeridas, activan el AHR para que se dirija a una serie de genes. Algunos de estos genes desactivan el sistema AHR, permitiéndole autorregularse.

A pesar de que el efecto del AHR en las células inmunitarias es bien conocido, esta investigación muestra ahora que el AHR también es muy activo en las células endoteliales que recubren los vasos sanguíneos del pulmón.

La barrera pulmonar entre el cuerpo y el aire exterior sólo está formada por dos capas, una de células endoteliales y otra de células epiteliales, porque necesita permitir la entrada de oxígeno. Sin embargo, la barrera también tiene que mantenerse fuerte frente a la contaminación o los virus y bacterias.

Los investigadores realizaron una serie de experimentos en ratones para demostrar cómo afecta la AHR a las barreras pulmonares. Cuando se infectó a los ratones con el virus de la gripe, se encontró sangre en los espacios aéreos de los pulmones, ya que se había filtrado a través de la barrera dañada. Demostraron entonces que el AHR era capaz de impedir que la barrera se volviera permeable: cuando el AHR se sobreactivaba observaban menos sangre en los espacios pulmonares.

Del mismo modo, observaron que los ratones con una mayor actividad del AHR no perdían tanto peso cuando se infectaban con gripe y eran capaces de combatir mejor una infección bacteriana además del virus original.

Cuando se impidió que la AHR se expresara en las células endoteliales pulmonares de los ratones infectados, se observó más sangre y células inmunitarias en los espacios aéreos, lo que demuestra un mayor daño a la barrera.

También demostraron que la infección gripal provoca una disminución de la actividad protectora del AHR pulmonar, pero sólo en los ratones alimentados con ligandos del AHR en su dieta antes de la enfermedad.

Estos hallazgos relacionan el consumo de alimentos con la actividad del AHR y el resultado en la infección vírica: los ratones infectados no comían tanto cuando estaban enfermos, por lo que su ingesta de ligandos del AHR se redujo y el sistema AHR estuvo menos activo, lo que provocó más daño pulmonar.

Fue beneficioso para los ratones seguir una dieta rica en ligandos del AHR a pesar de la reducción de la actividad del AHR provocada por la infección, pues estos ratones presentaban una mejor integridad de la barrera y menos daño pulmonar durante la infección que los ratones con la dieta de control.

Los resultados indican que el AHR tiene un efecto protector sobre la barrera pulmonar que se ve afectada por la infección, pero que puede mejorarse con una dieta adecuada. Hasta hace poco, recuerda Andreas Wack, Jefe de Grupo del Laboratorio de Inmunorregulación del Crick, se había estudiado la protección de la barrera principalmente a través de las células inmunitarias. Ahora se ha demostrado que el AHR es importante para mantener una barrera sólida en los pulmones a través de la capa de células endoteliales, que se interrumpe durante la infección.

"Las personas pueden ser menos propensas a mantener una buena dieta cuando están enfermas, por lo que no están ingiriendo las moléculas de los vegetales que hacen funcionar este sistema. Es una buena idea comer muchas verduras crucíferas de todos modos, pero esto demuestra que es aún más importante seguir comiéndolas cuando se está enfermo", afirma.

Jack Major, antiguo estudiante de doctorado en el laboratorio de Wack y ahora científico visitante en el Crick y primer autor, explica que lo que han identificado es un eje intestino-pulmón que vincula la dieta con la protección frente a la infección pulmonar a través de las células endoteliales.

En esta investigación se han centrado en la gripe, pero otros estudios han demostrado que el COVID-19 también puede reducir la actividad AHR en el pulmón.

El AHR puede ser importante en las células endoteliales de otros órganos barrera, dicen los investigadores. Un equipo del MRC y el Imperial ha informado de que los factores dietéticos activan el AHR en las células endoteliales del intestino, lo que impide la reproducción celular excesiva y la inflamación.

Al igual que ocurre en el pulmón, los autores demuestran que el AHR endotelial intestinal es importante en la protección contra las infecciones intestinales. Esto proporciona otro vínculo entre la dieta y el estado del endotelio intestinal, un importante factor que contribuye a la salud intestinal.