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Allarme invasore: come i sensori di confine allertano l’immunità

Il corpo è costantemente attaccato da batteri e virus estranei che occasionalmente penetrano nelle cellule del corpo, dove molecole specifiche del microrganismo – come ad es. il DNA estraneo, sono riconosciuti come un’indicazione di un’infezione. Quando ciò accade, le cellule del sistema immunitario aumentano l’occasione e combattono l’infezione, dopo di che miglioriamo di nuovo. Quando si tratta delle malattie autoimmuni, il corpo reagisce esattamente come sopra, ma la sua reazione non è innescata da un’infezione, ma da qualcosa che è “interpretato erroneamente” come estraneo, come ad es. il DNA della cellula. Queste reazioni immunitarie a lungo termine ci rendono malati, in alcuni casi cronicamente. Un nuovo messaggero che allerta le cellule vicine quando il sistema immunitario riconosce le infezioni è stato scoperto dagli immunologi dell’Università di Aarhus, in Danimarca. Questa conoscenza aiuterà a combattere le infezioni e le malattie autoimmuni. I ricercatori possono ora spiegare come una cellula che viene attaccata da batteri o virus riesca in particolare a “suonare l’allarme” tra le cellule vicine per innescare una risposta rapida. Nello studio, i ricercatori hanno coltivato cellule esposte ai batteri di listeria che possono causare il grave ma raro tipo di intossicazione alimentare chiamata listeriosi (causata da Listeria monocytogenes).

Nella capsula di Petri, i ricercatori hanno scoperto come i batteri listeria attaccanti inizialmente penetrano nella cellula, dove hanno scaricato un po’ del loro DNA. Il frammento di DNA è stato quindi distribuito nel citoplasma, che è la parte di una cellula che circonda il nucleo cellulare. Qui la proteina cGAS ha scoperto il DNA estraneo e, insieme alla proteina segnale STING, ha inviato segnali di allarme nella cellula. È qui che il messaggero appena scoperto entra in scena sotto forma di un’altra proteina, MVB12b, che è responsabile per l’imballaggio e l’esportazione dei frammenti di DNA in gocce di grasso chiamate esosomi, che assomigliano a bolle di sapone. Vengono quindi inviati alla cella vicina, dove i ricercatori hanno ora documentato che le risposte difensive possono essere avviate anche prima che la cellula venga infettata. E questa è una conoscenza importante nel contesto della comprensione, della diagnosi e del trattamento delle malattie infettive. Nello studio, il gruppo di ricerca ha anche sperimentato il “rifiuto” del messaggero. Ciò è stato fatto in esperimenti con topi a cui è stato somministrato un batterio di listeria mentre i ricercatori hanno allo stesso tempo studiato gli effetti del blocco della possibilità degli esosomi di inviare segnali tra le cellule.

Il Dr. Søren Paludan del Dipartimento di Biomedicina dell’Università di Aarhus, in Danimarca, spiega i risultati: “Quando l’abbiamo fatto, i topi hanno trovato difficile diffondere rapidamente un segnale immune e quindi inviare un segnale di allarme al tessuto che necessitava di protezione. fornisce nuove prospettive in relazione al trattamento delle malattie autoimmuni come il Lupus, che porta a dolore alle articolazioni, eruzioni cutanee e grave insufficienza renale. Le malattie autoimmuni sono anche caratterizzati dal nucleo cellulare che inizia a sputare piccoli frammenti di DNA nel citoplasma, o le cellule hanno difficoltà a scomporre il DNA dalle cellule morte. Il DNA si accumula quindi nel citoplasma, senza che alcun batterio o virus esterno entri in gioco. Qui, le cellule del sistema immunitario semplicemente iniziano a combattere se stesse invece di un nemico dall’esterno e, naturalmente, questo solleva la questione se sia possibile bloccare il meccanismo di messaggistica che abbiamo ora trovato e mappato con queste malattie autoimmuni. e, vi è un notevole interesse nella questione se il blocco di STING abbia un effetto contro le malattie autoimmuni come il Lupus“.

“Lo studio getta nuova luce su come l’organismo allarmi rapidamente ed efficacemente il vicinato, e ora che conosciamo il meccanismo, ha senso continuare a lavorare su quando potrebbe essere utile dare una spinta per inibire un’infezione e viceversa, quando dovrebbe essere bloccato per fermare una malattia autoimmune. Per quanto vedo, il riconoscimento del sistema immunitario da parte dei microrganismi è una delle questioni fondamentali della biologia, e quella che, nonostante più di un secolo di ricerche, continua a fare comprendere completamente. E cioè, il fatto che i nostri corpi possano essere costantemente esposti a microrganismi estranei sotto forma di virus e batteri è profondamente affascinante, così come il fatto che nella stragrande maggioranza dei casi è in grado di distinguere tra stranieri e stranieri Questo è fondamentale per la nostra capacità di combattere i microrganismi senza il nostro sistema immunitario attaccando il tessuto del nostro corpo. Siamo riusciti a trovare e descrivere un messaggero che sia in modo rapido ed efficace e circondando le cellule che qualcosa è molto sbagliato e che quindi le cellule devono unirsi per combattere i microrganismi estranei”.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Bibliografia scientifica

Nandakumar R et al., Paludan SR. Nat Microbiol. 2019 Feb 25.

Paludan SR et al. Nat Rev Immunol. 2019 Mar; 19(3):141-153. 

Skouboe MK et al. PLoS Pathog. 2018 Apr 2; 14(4):e1006976.

Prabakaran T et al., Paludan SR. EMBO J. 2018 Apr 13; 37(8). 

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
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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