HomeMEDICINA NATURALEBioenergetica: lo spiraglio naturale per riprogrammare l'immunità contro tumori e malattie autoimmuni

Bioenergetica: lo spiraglio naturale per riprogrammare l’immunità contro tumori e malattie autoimmuni

I meccanismi molecolari sottostanti che promuovono le malattie autoimmuni sono multistrato e complessi. Il background genetico, i polimorfismi a singolo nucleotide, le mutazioni silenziose e l’ambiente circostante si aggrovigliano e si risolvono come autoimmunità una volta che il “calderone viene acceso” da trigger specifici. Nei pazienti affetti, il sistema immunitario attacca i tessuti del corpo e le conseguenze sono, ad esempio, malattie infiammatorie croniche intestinali come il diabete di tipo 1, il lupus sistemico, l’artrite reumatoide, il morbo di Crohn e il morbo di Hashimoto. I neuroni sono sicuramente in cima alla lista dei requisiti di glucosio tra gli altri tipi di cellule corporee. Non tutti sanno, tuttavia, che le cellule immunitarie necessitano di grandi quantità di zucchero sotto forma di glucosio per svolgere i propri compiti. Come altre cellule, possono assorbire il glucosio dall’ambiente con l’aiuto di trasportatori specializzati nella loro membrana cellulare.

Una recentissima ricerca dell’Università Julius Maximilians di Würzburg ha dimostrato che un consumo eccessivo di glucosio promuove direttamente le funzioni patogene di alcune cellule del sistema immunitario. E che, al contrario, una dieta ipocalorica può avere un effetto benefico sulle malattie immunitarie. Secondo i loro dati, le persone che consumano zucchero e altri carboidrati in eccesso per un lungo periodo di tempo hanno un rischio maggiore di sviluppare una malattia autoimmune. L’assorbimento del glucosio avviene solitamente per mezzo di trasportatori specifici chiamati GLUT. Generalmente, la maggior parte delle cellule utilizza principalmente GLUT1; l’isoforma GLUT4 viene attivata per stimolazione cellulare con insulina. Gli scienziati qui hanno scoperto che il GLUT3, invece, svolge ulteriori funzioni metaboliche nei linfociti T oltre a generare energia dallo zucchero. Questa sottopopolazione di linfociti esprime molte proteine ​​GLUT3 sulla loro superficie cellulare.

Una volta assorbito, il glucosio subisce prontamente la glicolisi, venendo metabolizzato in acetil-coenzima A (acetil-CoA) nel citoplasma. Questo metabolita viene trasferito all’interno dei mitocondri, dove entra nel ciclo di Krebs e viene convertito in acido citrico. L’acetil-CoA è anche coinvolto nella biosintesi dei lipidi. Tuttavia, l’acetil-CoA svolge funzioni aggiuntive nelle cellule Th17. Il team di ricerca ha dimostrato che questo intermedio metabolico può anche regolare l’attività di vari segmenti genici. È infatti un cofattore per gli enzimi che eseguono il processo di acetilazione delle proteine. Almeno il 50% dell’acetilazione proteica è mediata dall’istone acetiltransferasi (HAT) all’interno del nucleo. Questi enzimi vengono attivati ​​su stimolazioni cellulari con ormoni, citochine e fattori di crescita. Modificano le proteine ​​​​istoniche associate al DNA, consentendo alla loro rimozione di iniziare la trascrizione genica. Il compito opposto è svolto dalle deacetilasi istoniche, che disattivano l’espressione genica (silenziamento).

In questo modo, si può capire che il consumo di glucosio è direttamente collegato all’attività dei geni proinfiammatori. Maggiore è la disponibilità di glucosio, maggiore è la possibilità di migliorare l’espressione genica rispetto alla repressione genica. Secondo i ricercatori, queste nuove scoperte aprono la strada allo sviluppo di una terapia mirata delle malattie autoimmuni. La cosiddetta “riprogrammazione metabolica” dei linfociti T apre nuove possibilità per il trattamento delle malattie autoimmuni senza limitare le funzioni protettive delle cellule immunitarie. Un approccio bioenergetico, quindi, potrebbe impedire ai pazienti con sindromi autoimmuni di subire i numerosi effetti avversi causati dai normali farmaci immunosoppressori. Ma l’autoimmunità non è l’unica opportunità da cui sarebbe possibile usufruire la riprogrammazione metabolica; anche la lotta ai tumori potrebbe averne dei vantaggi, soprattutto per quanto riguarda l’immunoterapia.

Le cellule T cancro-specifiche sono fondamentali per il controllo immunitario dei tumori. Quando vengono a contatto con le cellule tumorali e subiscono la presentazione degli antigeni da parte delle cellule APC, i linfociti T vergini maturano tramite variazioni metaboliche specifiche. In questo processo di maturazione, le cellule T sovraregolano anche l’espressione dei trasportatori di nutrienti, compresi quelli che facilitano l’importazione di glucosio. I linfociti T di memoria, che emergono dopo la clearance dell’antigene, sono di nuovo quiescenti e hanno un fenotipo metabolico simile alle cellule naïve. Nel microambiente tumorale, le cellule T competono per i nutrienti con le cellule tumorali che possono ostacolare l’efficacia dell’immunoterapia. Gli scienziati del dipartimento di Immunoterapia e Malattie infettive dell’Università di Cambridge, in aggiunta al lavoro precedente hanno scoperto che forzando l’espressione di GLUT3 anche nei linfociti chiamati CD8+, li rende in grado di avere un controllo migliore sulle cellule tumorali.

Questo è stato riscontrato tramite la comparsa di segni cellulari visibili al microscopio: la comparsa di granuli di glicogeno (riserva energetica a base di glucosio) e anche di lipidi (trigliceridi e fosfolipidi). L’over-espressione di GLUT3 è stata correlata anche ad una maggiore dimensione dei linfociti ed al maggiore accumulo nucleare del fattore di trascrizione NF-AT2. Esso serve ai linfociti per produrre interleuchina-2 che servirà a stimolare le difese immunitarie contro le cellule tumorali. In linea con questi risultati, l’espressione forzata di GLUT3 è stata ulteriormente associata all’inattivazione di GSK-3β, che incidentalmente inattiva NF-AT2. È stato recentemente dimostrato che il metabolismo del glicogeno (sia il suo accumulo che la sua degradazione) è un processo critico per la formazione della memoria dei linfociti T. Inoltre, una migliore rimozione dei radicali ossidanti (ROS) è associata a una maggiore sopravvivenza delle cellule T.

In linea con questi risultati, i livelli di ROS erano più bassi nelle cellule trasfettate con GLUT3 (GLUT3++). Inoltre, in queste cellule vi sono più alti livelli di fattore nucleare TCF1 necessario all’espressione dei geni memoria e molta più proteina protettiva Mcl-1, che è noto risultare stabilizzata nelle cellule con un aumentato metabolismo del glucosio. Come prova finale delle loro ipotesi, gli scienziati hanno cercato di scoprire se questi effetti cellulari si traducessero in effetti biologici. E così è stato: In effetti, i ricercatori hanno osservato un miglioramento significativo del controllo del tumore e della sopravvivenza dei topi su terapie adottive con cellule T (ACT) con linfociti GLUT3++, rispetto ai linfociti regolari. Inoltre, una parte dei topi è stata curata e protetta dal rechallenge del tumore, indicativo della persistenza delle cellule GLUT3++ e di un forte richiamo della memoria immunologica Questi dati possono aprire uno spiraglio per interventi biomedici mirati alla cura del cancro e delle malattie autoimmuni.

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

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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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