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Infiammazione: il potassio la blocca e nasce un nuovo bersaglio

I ricercatori dell’Università dell’Illinois a Chicago hanno identificato una proteina che è cruciale per l’attivazione dell’infiammazione; sia il buon tipo di infiammazione che porta a guarire le ferite e combattere le infezioni, sia l’eccessiva infiammazione in cui il sistema immunitario può danneggiare i tessuti e gli organi. La proteina in questione, un canale ionico delle cellule immunitarie, rappresenta un nuovo obiettivo per lo sviluppo di farmaci in grado di contenere risposte infiammatorie esagerate. Gli scienziati sanno da tempo che l’infiammazione comporta l’attivazione di una struttura all’interno delle cellule immunitarie chiamata inflammasoma e che viene attivata da un flusso di ioni di potassio attraverso la membrana cellulare attraverso un canale proteico. Tuttavia, l’identità di questo canale non era nota fino ad ora. Ricercatori guidati da Asrar Malik, Distinguished Professor e direttore di Farmacologia presso l’UIC College of Medicine, hanno ora identificato il canale, chiamato TWIK2, e hanno studiato la sua funzione nei macrofagi, un tipo di cellula immunitaria coinvolta nel respingere le infezioni e nella rimozione dei detriti durante l’infiammazione.

La setticemia è una condizione molto grave e una complicanza potenzialmente pericolosa per la vita a causa di infezione negli esseri umani. In un modello murino di sepsi, in cui il sistema immunitario ha una risposta esagerata a un’infezione del flusso sanguigno, i topi privi della molecola TWIK2 avevano livelli significativamente ridotti di infiammazione e l’attivazione degli infiammosomi nei loro macrofagi è stata soppressa. Inoltre, quando i ricercatori hanno trasferito i macrofagi privi di TWIK2 in un modello murino di sepsi in cui i macrofagi nativi erano esauriti, è stato prevenuto il danno polmonare infiammatorio. “Sapere che TWIK2 è il canale che porta ad attivare l’inflammasoma ci consente di comporre la risposta infiammatoria con un farmaco che inibisce TWIK2 quando l’infiammazione diventa eccessiva”, ha detto Malik. È interessante notare che i ricercatori hanno notato che il chinino, un composto cristallino amaro presente nella corteccia di china che è stato utilizzato dal 18° secolo contro la malaria e anti-febbre, in realtà inibisce la funzione del canale TWIK2 nei macrofagi.

L’inflammosoma si attiva, fra i suoi meccanismi, quando il potassio da dentro la cellula esce fuori. In conseguenza di questo, è possibile che ci sia invece l’entrata eccessiva di ioni calcio. Questo è noto attivare proteine ed enzimi del metabolismo e di altre funzioni cellulari. Anche l’infiammazione ha dei passaggi di attivazione dipendenti dal calcio, e vi sono speculazioni che esso possa contribuire in qualche modo all’attivazione dell’inflammosoma. Questo complesso di proteine, interviene principalmente nelle forme infiammatorie indipendenti dai batteri. Ad esempio, in caso di infiammazione della colecisti da calcoli di colesterolo, o nella gotta, causata dai cristalli di acido urico; e ancora nelle artrosi con micro-calcificazioni delle cartilagini. A valle di esso il meccanismi di innesco dell’infiammazione non differiscono affatto di quelli delle infiammazioni classiche. Ovvero si ha il coinvolgimento del fattore nucleare NF.kB e al sintesi di citochine come l’interleuchina-6 (IL-6) ed il fattore do necrosi tumorale (TNF-alfa), responsabili della sintomatologia clinica, inclusa quella dolorosa.

Questo apre la possibilità di sviluppare nuovi farmaci anti-infiammatori mirati per modificare la sua funzione e aiutare e ridurre l’infiammazione. Mentre attualmente esistono alcuni farmaci che mirano ai canali del potassio, i farmaci specifici per il canale TWIK2 devono ancora essere sviluppati. Il Dr. Jalees Rehman, professore associato di Medicina e Farmacologia all’UIC College of Medicine e coautore sul giornale, ha completato dicendo: “Alcuni degli effetti di soppressione della febbre del chinino possono essere dovuti ai suoi effetti sul canale TWIK2. Abbiamo scoperto che la chinina ha ridotto i livelli della molecola infiammatoria di interleuchina 1-beta, che è nota per causare la febbre. Una delle sfide per il trattamento delle risposte infiammatorie eccessive è che molti farmaci antinfiammatori hanno importanti effetti collaterali. Scoprendo nuovi componenti dei percorsi di infiammazione, speriamo di aprire la strada a nuovi farmaci anti-infiammatori personalizzati che riducano al minimo gli effetti collaterali per i pazienti”. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Immunity.

  • a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaic, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Malik A et al., Rehman J. Immunity 2018; July 02.

Bobak N et al. Sci Rep. 2017 Apr 5; 7(1):649.

Marsh B et al. Mol Cell Neurosci. 2012; 49(3):375.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998, specialista in Biochimica Clinica dal 2002, ha conseguito dottorato in Neurobiologia nel 2006. Ex-ricercatore, ha trascorso 5 anni negli USA alle dipendenze dell' NIH/NIDA e poi della Johns Hopkins University. Guardia medica presso la casa di Cura Sant'Agata a Catania. In libera professione, si occupa di Medicina Preventiva personalizzata e intolleranze alimentari. Detentore di un brevetto per la fabbricazione di sfarinati gluten-free a partire da regolare farina di grano. Responsabile della sezione R&D della CoFood s.r.l. per la ricerca e sviluppo di nuovi prodotti alimentari, inclusi quelli a fini medici speciali.

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