Il sistema immunitario è l’amico nemico del cervello, che lo protegge dalle infezioni e aiuta i tessuti danneggiati a guarire, ma provoca anche malattie autoimmuni e crea infiammazioni che guidano la neurodegenerazione. Due nuovi studi sui topi suggeriscono che la natura a doppio taglio della relazione tra il sistema immunitario e il cervello potrebbe risalire alle origini delle cellule immunitarie che pattugliano le meningi, i tessuti che circondano il cervello e il midollo spinale. In studi complementari pubblicati la scorsa settimana sulla rivista Science, due team di ricercatori della Washington University School of Medicine di St. Louis hanno scoperto inaspettatamente che molte delle cellule immunitarie nelle meningi provengono dal midollo osseo del cranio; e migrano al cervello attraverso speciali canali senza passare per il sangue. Queste cellule immunitarie derivate dal cranio sono forze di pace, dedicate al mantenimento di uno status quo sano. Sono le altre cellule immunitarie, quelle che arrivano dal flusso sanguigno, che sembrano essere i disturbatori.
Portano firme genetiche che li contrassegnano come suscettibili di promuovere l’autoimmunità e l’infiammazione e diventano più abbondanti con l’invecchiamento o in condizioni di malattia o infortunio. Presi insieme, i risultati rivelano un aspetto chiave della connessione tra il cervello e il sistema immunitario che potrebbe informare la nostra comprensione di un’ampia gamma di disturbi cerebrali. Gli scienziati sanno da tempo che le cellule immunitarie sono coinvolte in condizioni neurologiche, ma da dove venivano? All’inizio di quest’anno Jonathan Kipnis, MD, professore di Patologia e Immunologia ha dimostrato che le cellule immunitarie di stanza nelle meningi tengono sotto controllo il cervello. Come parte di questi nuovi studi, Kipnis e Marco Colonna, MD, Robert Rock Belliveau, MD, professore di Patologia e l’autore senior dell’altro articolo, hanno avviato progetti indipendenti per scoprire da dove provengono tali cellule. Kipnis si è concentrato sul braccio innato del sistema immunitario e Colonna sul braccio adattativo.
Le cellule immunitarie innate sono responsabili dell’infiammazione, che aiuta a difendersi dalle infezioni e a guarire le lesioni, ma può anche danneggiare i tessuti e contribuire a condizioni degenerative come l’Alzheimer e il morbo di Parkinson. Le cellule immunitarie adattative sono in grado di prendere di mira in modo specifico elementi indesiderati come virus e tumori, ma possono anche erroneamente insediarsi nei tessuti sani del corpo, causando malattie autoimmuni come la sclerosi multipla. Il dottor Colonna e colleghi hanno tracciato lo sviluppo dei linfociti B, membri produttori di anticorpi del sistema immunitario adattativo. Hanno scoperto che la maggior parte dei linfociti B nelle meningi è sorta e maturata nel midollo osseo del cranio. Man mano che le cellule B maturano, devono essere insegnate a distinguere tra proteine normali del corpo, che non rappresentano una minaccia, e proteine estranee che segnalano infezioni o malattie e richiedono una risposta. Per i linfociti B destinati a una vita che pattuglia i confini del sistema nervoso centrale, il cranio è un luogo conveniente per questa educazione.
Le cellule B nel midollo osseo del cranio entrano in contatto con il sistema nervoso centrale e vengono educate dal sistema nervoso centrale. Ciò non accadrebbe se fossero rilasciati nel sangue. Poiché sono direttamente in contatto con il cervello, imparano a tollerare le proteine del cervello. Insieme alle cellule B tolleranti derivate dal cranio, i ricercatori hanno scoperto anche una popolazione di cellule B che entrano nelle meningi dal sangue. Queste cellule B derivate dal sangue non sono addestrate a ignorare le normali proteine del sistema nervoso centrale. Alcune di queste cellule possono erroneamente riconoscere come estranee proteine innocue del sistema nervoso centrale e produrre anticorpi contro di esse. Inoltre, il numero di queste cellule B derivate dal sangue aumenta con l’età, fornendo un indizio sul perché il rischio di condizioni neuro-immunitarie è maggiore nelle persone anziane. Nel frattempo, il team di Kipnis stava cercando la fonte delle cellule mieloidi meningee, un gruppo di cellule immunitarie innate.
Hanno scoperto che le cellule mieloidi sorgono nel midollo osseo del cranio e delle vertebre spinali ed entrano nelle meningi attraverso canali diretti attraverso l’osso. Utilizzando modelli murini di sclerosi multipla e di lesioni cerebrali e del midollo spinale, gli scienziati hanno scoperto che le cellule mieloidi sciamano nel cervello e nel midollo spinale in risposta a lesioni o malattie. La maggior parte delle cellule che entrano sono tratte dalla popolazione residente di cellule mieloidi nelle meningi. Questi sono prevenuti verso la regolazione e la modulazione della risposta immunitaria. Ma alcune cellule mieloidi provengono dal sangue e queste sono più infiammatorie, in grado di causare danni se non adeguatamente controllate. Il professor Kipnis, che è anche professore di neurochirurgia, neurologia e neuroscienze, ha commentato positivamente: “Capire da dove provengono queste cellule e come si comportano è una parte fondamentale per comprendere i meccanismi di base delle interazioni neuro-immunitarie, quindi possiamo nuovi approcci terapeutici per le condizioni neurologiche associate all’infiammazione. La posizione di queste cellule nel cranio le rende relativamente accessibili e apre la possibilità di progettare terapie per alterare il comportamento di queste cellule e trattare le condizioni neuro-immuni”.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
Pubblicazioni scientifiche
Brioschi S et al., Colonna M. Science 2021 Jun 3:eabf9277.
Cugurra A et al., Kipnis J. Science 2021 Jun 3:eabf7844.
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