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Le flessibilità del sistema immunitario a “tavola”: che sia pietanza o scarto, ci si adatta per tenere l’efficienza

È noto che i linfociti circolano attraverso il corpo nei vasi sanguigni, agendo come un sistema di sorveglianza, ma esiste un gruppo specializzato di linfociti che risiedono permanentemente nei tessuti. Per funzionare correttamente, è importante che le cellule si adattino al loro ambiente. Le cellule immunitarie che ci proteggono dalle infezioni e dal cancro cercano un’ampia gamma di fonti di carburante per alimentare la loro funzione, compresi alcuni a lungo ritenuti prodotti di scarto cellulare. I linfociti circolanti trascorrono la maggior parte della loro vita nei linfonodi, dove c’è un’elevata disponibilità di energia. È come se i linfonodi fossero pieni di contenitori per il pranzo. Queste cellule possono essere permanentemente riempite di energia e persino afferrare una scatola per andare quando lasciano che i linfonodi circolino attraverso il corpo. Tuttavia, i linfociti che risiedono nei tessuti non hanno la stessa quantità di energia disponibile.

Un nuovo studio guidato dal professore associato Marc Veldhoen, capogruppo dell’Instituto de Medicina Molecular João Lobo Antunes e alla Facoltà di Medicina di Lisbona che sarà pubblicato la prossima settimana sulla rivista scientifica PNAS, ha scoperto che i globuli bianchi che risiedono nell’intestino, un gruppo specifico di cellule immunitarie chiamate linfociti tissutali residenti, utilizza il glucosio come fonte di energia e ha un metabolismo più veloce rispetto ai linfociti che circolano nel sangue. Questi risultati, supportati dalla Fondazione “la Caixa”, mostrano che, durante le infezioni, la disponibilità locale di zucchero nell’intestino può essere utile per la risposta immunitaria e potrebbe avere un impatto nella risoluzione più rapida di un’infezione da parte dell’ospite, evidenziando l’importanza di una dieta equilibrata per una sana risposta immunitaria. Implicando anche che le diete low-carb o very low-carb a scopo salutistico possano avere il loro primo impatto negativo su certe funzioni immunologiche.

Per verificare se il glucosio svolge un ruolo nella risposta immunitaria alle infezioni, i ricercatori hanno utilizzato un modello di infezione intestinale nei topi. Nei topi infettati da un patogeno intestinale, la disponibilità locale di glucosio può determinare l’attivazione dei linfociti residenti e una più rapida eliminazione dell’infezione. Queste informazioni mostrano che i linfociti residenti sono adattati al loro ambiente, che a sua volta viene utilizzato per regolare la risposta all’infezione. L’effetto della disponibilità locale di glucosio ora scoperto indica che la dieta può influenzare le cellule immunitarie intestinali, sottolineando l’importanza di avere una dieta equilibrata per il sistema immunitario. Queste cellule sono costantemente in uno stato di semi-attivazione, pronte a rispondere a sfide, come le infezioni, sono in grado di adattarsi al loro ambiente nell’intestino e regolare la loro attività a seconda della disponibilità di glucosio. Ma non è tutto.

Le cellule immunitarie possono adattarsi a sfruttare anche gli scarti metabolici pur di rimanere attive. I linfociti T sono i soldati del sistema immunitario e hanno il compito di combattere batteri, virus e persino le cellule tumorali. Assorbono i nutrienti dagli alimenti che mangiamo per generare l’energia necessaria per svolgere il loro lavoro. Ma sembra che non tutti i tipi linfociti T abbiano la stessa flessibilità metabolica, stando a quanto è ora pubblicato sulla rivista Cell Metabolism, con informazioni che potrebbero portare gli scienziati a sviluppare raccomandazioni dietetiche per la medicina immunologica personalizzata contro svariate malattie ed anche i tumori. I risultati derivano da un nuovo approccio che potrebbe rimodellare il modo in cui viene studiato il metabolismo. Storicamente, le cellule T vengono coltivate in laboratorio in medium colturali contenenti sostanze nutritive adatte alle loro funzioni.

Tuttavia, gran parte di questi media non riflette completamente la ricca gamma di sostanze nutritive presenti nel corpo umano. Per risolvere il problema, gli scienziati hanno sviluppato supporti ricchi di una gamma più diversificata di nutrienti. A differenza di preparazioni nutrienti generali, quelle nutritive complete hanno un effetto inatteso: le cellule immunitarie cominciano a selezionare “il buffet” scartando molte cose che invece ci si aspetterebbe possano lanciarsi sopra. Un esempio è il l’acido lattico, un prodotto di scarto cellulare responsabile dei dolori muscolari dopo un lungo allenamento. Quando presentati con glucosio e lattato, i linfociti T sottotipo CD8+ (che comprendono quelli soppressori ed effettori) usavano preferenzialmente il lattato per alimentare la produzione di energia, una decisione metabolica che ha rafforzato la loro funzione.

E’ una situazioni praticamente sovrapponibile a quanto succede nel cervello fra neuroni e astrociti. Gli astrociti, come balie, metabolizzano il glucosio e passano “lo scarto” lattico ai neuroni che lo possono usare per i loro fabbisogni energetici e funzionali. Il lattato è anche un importante sottoprodotto delle cellule tumorali e facilita la capacità del cancro di invadere altri tessuti ed eludere l’attacco del sistema immunitario. Alcune ricerche suggeriscono che troppo lattato potrebbe essere dannoso per i linfociti T; le cellule tumorali questo lo sanno e secernono acido lattico proprio per paralizzare la risposta immunitaria contro di loro. Il lavoro del team del professor Jones indica che, quando il lattato è presente nel medium di coltura a livelli più bassi, esso può effettivamente migliorare la funzione dei linfociti T.

I risultati suggeriscono anche che la funzione e la sopravvivenza delle cellule T è fortemente influenzata dai nutrienti disponibili nel loro ambiente. E’ risaputo che, in circostanze speciali, i linfociti possono usare anche gli aminoacidi e persino gli acidi grassi liberi come fonte di energia. Forse è solo questione di situazioni che si presentano loro quotidianamente, o la regola la detta il tipo di nemico o forse la Natura ha, come sempre, trovato la soluzione adattabile migliore per risparmiare tempo, sforzi e ottimizzare i risultati.

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

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Pubblicazioni scientifiche

Konjar S et al. PNAS 2022 Aug 23; 119(34):e2202144119.

Konjar S, Ficht X et al. Immunol Lett. 2022 May; 245:1-7.

Kaymak I, Luda KM et al. Cell Metabolism 2022 Aug; 34:1-14.

Kaymak I, Williams KS et al. Cancer Cell. 2021; 39(1):28-37.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci

Medico Chirurgo, Specialista; PhD. a CoFood s.r.l.
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di due brevetti sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento enzimaticamente neutralizzata (owner of patents concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (Leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di articoli su informazione medica e salute sul sito www.medicomunicare.it (Medical/health information on website) - Autore di corsi ECM FAD pubblicizzati sul sito www.salutesicilia.it
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