Hasta finales del siglo pasado, el sistema inmune de los insectos era considerado primitivo por los médicos inmunólogos, debido a que se comparaba con el complicado sistema de los humanos, quienes, al igual que otros vertebrados, presentan un tipo de glóbulos blancos llamados linfocitos, generadores de anticuerpos útiles en el control y combate de patógenos. En los vertebrados, los linfocitos producen anticuerpos competentes para generar memoria inmunológica, estrategia mediante la cual el hospedero puede responder más rápidamente cuando se vuelve a encontrar un patógeno con el que previamente había tenido contacto (este es el planteamiento base de la
vacunación durante la infancia). El conjunto de este tipo de células (linfocitos y anticuerpos) y productos moleculares presentes en todos los vertebrados es conocido como respuesta inmune adaptativa.

Los insectos (y demás invertebrados), en cambio, no tienen esta respuesta adaptativa; no obstante, están preparados para lidiar eficazmente con una gran diversidad de agentes infecciosos; por ejemplo, hoy tenemos evidencia de su aptitud para generar un tipo de memoria inmunológica (immunological priming)¹ distinta a la que presentan los vertebrados, pero capaz de otorgarles la capacidad de responder con efectividad ante el ataque de patógenos con los que ya han tenido contacto.

Este fenómeno está siendo estudiado por diversos grupos de investigación en el mundo, incluyendo México, y un resultado interesante de comentar es lo ocurrido en camarones los cuales, a pesar de no ser insectos, sí son parientes muy cercanos de éstos: ciertas especies de camarones (cultivados para consumo humano) son invadidas por el virus de Mancha blanca, cuya presencia afecta sus músculos y provoca la aparición de manchas blancas en el cuerpo del organismo, causando la muerte del camarón. Sin embargo, se ha comprobado que al vacunar oralmente al camarón con las proteínas que conforman el virus, el organismo afectado puede generar memoria y hacerse resistente, por lo que en caso de un brote del virus, éste no causará enfermedad y muerte en la población de crustáceos, lo que ha aportado beneficios a los acuacultores dedicados a la crianza y venta del camarón.

Pero, volviendo a los insectos, sabemos que poseen un mecanismo innato de defensa (figura 1) el cual, para hacer más fácil su estudio, se ha clasificado en tres grupos,² interconectados:

» El primero está conformado por barreras estructurales como la cutícula del exoesqueleto, la cual es extremadamente rígida y protege del daño mecánico al insecto, situación que sería propicia para la penetración de patógenos hacia el interior del organismo, y causaría infecciones. Otra barrera protectora en los insectos son las células epiteliales que recubren diversos órganos como: el tracto digestivo, pues en la comida puede ir una gran cantidad de microorganismos–; en los túbulos de Malpigio –parte del sistema excretor– y en los tractos reproductivos, para evitar enfermedades de transmisión sexual. Estas células producen y secretan moléculas tóxicas cuya función es matar patógenos; por ejemplo: moléculas de las especies reactivas de nitrógeno como el óxido nítrico (ON) o del oxígeno, como el peróxido de hidrógeno (H₂O₂).

» El segundo mecanismo, conocido como respuesta celular, está mediado por los hemocitos –células inmunes especializadas que reconocen, controlan y matan patógenos, los cuales empiezan a actuar cuando los patógenos cruzan las barreras estructurales y desembocan en el hemocele –cavidad donde se encuentran órganos como el corazón, ganglios nerviosos, glándulas salivales y ovario en las de las hembras o testículos, en los machos–; todos ellos órganos bañados por la hemolinfa, un fluido que contiene los hemocitos.

Existen distintos tipos de hemocitos, los más comunes (ya que puede haber diferencias entre insectos) son los granulocitos, plasmatocitos y oenocitoides. Los granulocitos y plasmatocitos se especializan en engullir agentes extraños unicelulares (bacterias o algunos hongos), acción llamada fagocitosis; y también puede ocurrir que los tres tipos de hemocitos se agreguen a un grupo pequeño de patógenos, en su periferia, formando un nódulo para anular su acción.

Cuando los patógenos son de gran tamaño, como huevos y larvas de otros insectos o de nemátodos, se presenta el proceso de encapsulación, acción análoga a la nodulación; la diferencia entre ambos procesos radica en el tamaño del agente infeccioso al cual se adhieren. Además, en la encapsulación es común la formación de una envoltura hecha a base de un compuesto llamado melanina alrededor del patógeno (figura 2), como un cacahuate garapiñado: patógeno (cacahuate) cubierto de melanina (garapiña). Evidentemente, la finalidad de la nodulación y la encapsulación es eliminar al agente infeccioso por anoxia o intoxicación.

» El tercer mecanismo es la respuesta humoral, que incluye la síntesis de moléculas secretadas o intercelulares, las cuales son producidas en las glándulas reproductivas, por las células de tracto digestivo, los hemocitos y el cuerpo graso (tejido muy cercano a la pared interna del abdomen). Las moléculas inmunes producidas son:

››› Los péptidos antimicrobianos (PAM), que actúan de dos formas: creando poros en la membrana de las bacterias que los atacan y, al hacerlo, la bacteria explota, debido al cambio de presión interna en contraste con la externa; la otra forma consiste en penetrar al interior de la bacteria e inactivar algunas moléculas, causando su muerte. Los PAM requieren poca energía y recursos para su producción, por lo que se sintetizan a gran escala.

››› Las lisoenzimas son moléculas mayoritariamente producidas en el intestino del insecto, las cuales lo protegen de patógenos contenidos en el alimento. Su forma de acción también se basa en el hecho de desbaratar la membrana de las bacterias, con el consecuente final fatal para éstas.

››› El óxido nítrico es un gas producido de forma intra y extracelular –principalmente por el intestino de los insectos y los hemocitos–, el cual traspasa la membrana de los patógenos, dañando tanto algunas proteínas como su ADN. Por ejemplo: el mosquito Aedes aegypti (figura 3), vector del virus del dengue, produce ON, y con ello limita la replicación del virus que lo ataca.

››› Las especies reactivas de oxígeno (ERO) también dañan ADN, proteínas y membranas, causando estrés oxidativo en el patógeno invasor, con lo cual se deteriora su estructura y función, además de que se activan señales de autodestrucción.

››› Un proceso de suma importancia para la formación de melanina es la cascada de la enzima fenoloxidasa³ (PO, por sus siglas en inglés), la cual ocurre por fuera, pero muy cerca de los hemocitos, de la siguiente manera: primero un aminoácido –la fenilalanina– es convertido en otro aminoácido –la tirosina–; después, la enzima PO (producida principalmente por los hemocitos llamados oenocitoides) transforma la tirosina en un compuesto llamado dopa, de nuevo la PO convierte esta dopa en dopaquinona, la cual, después de varias reacciones, es convertida en melanina como producto final. La melanina no es tóxica; sin embargo; a lo largo de la cascada se da la producción de moléculas tóxicas como el H₂O₂, y radicales libres de oxígeno que intoxican a los patógenos.