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Gli scienziati fermano la malattia carnivora nei topi

Il batterio che è la causa principale della fascite necrotizzante, o malattia carnivora, causa un’infezione diffusa e mortale facendo in modo che il sistema nervoso impedisca al sistema immunitario di attaccarlo.

batteri su sfondo arancione

Una squadra guidata da scienziati della Harvard Medical School di Boston, MA, ha fatto una scoperta sorprendente studiando le tattiche di promozione della malattia nei topi con fascite necrotizzante.

Puoi leggere lo studio in un articolo a breve pubblicato sulla rivista, dove i ricercatori suggeriscono anche due potenziali trattamenti.

Se riuscissero a sperimentare animali e umani, i trattamenti potrebbero essere di immenso valore nel contenere “infezioni batteriche altamente invasive”.

“La fascite necrotizzante”, spiega l’autore senior dello studio Isaac M. Chiu, che è un assistente professore di microbiologia e immunobiologia presso la Harvard Medical School, “è una condizione devastante che rimane estremamente difficile da trattare e ha un tasso di mortalità inaccettabilmente elevato”.

Malattia di carne

La malattia carnivora è causata da una grave infezione batterica del tessuto sottocutaneo, dal tessuto che si trova appena sotto la pelle e dalla fascia, il tessuto che copre gli organi che si trovano all’interno del corpo.

La malattia è molto rara; ogni anno colpisce circa 200.000 persone in tutto il mondo, tra cui circa 1.200 individui negli Stati Uniti.

L’infezione – che può essere causata da diversi tipi di batteri – non è facile da diagnosticare e può svilupparsi improvvisamente e diffondersi rapidamente. Se non viene trattato tempestivamente, può causare “insufficienza multipla di organi e morte”, che si verifica in circa il 30% dei casi.

In seguito a una lesione, il sistema nervoso invia un segnale al cervello e un altro al sistema immunitario. Il primo segnale innesca le sensazioni di dolore, e il secondo dice al sistema immunitario di trattenere.

Gli scienziati suggeriscono che i neuroni, o le cellule nervose, hanno questa capacità di istruire il sistema immunitario a trattenere al fine di prevenire un “sovradimensionamento” delle cellule immunitarie che potrebbe causare danni “collaterali” ai tessuti sani.

Il Prof. Chiu si interessò a come questo sistema nervoso e l’interazione del sistema immunitario potrebbero funzionare nella malattia della carne quando scoprì che i pazienti colpiti spesso sperimentavano un livello eccessivo di dolore che si presentava prima che si sviluppassero i sintomi.

Potrebbe essere che il batterio stesse sfruttando in qualche modo questa naturale doppia risposta alle lesioni per reprimere il sistema immunitario a proprio vantaggio?

La tossina batterica innesca il silenziamento immunitario

Per indagare ulteriormente, lui e i suoi colleghi hanno sviluppato un modello murino di malattia carnivora iniettando gli animali con il batterio prelevato da pazienti umani infetti.

Utilizzando il modello del mouse, hanno scoperto che una tossina prodotta dal batterio – nota come streptolisina S – era un fattore scatenante per il dolore e il conseguente silenziamento del sistema immunitario.

In ulteriori test, hanno iniettato topi con batteri geneticamente modificati in modo che non potessero produrre la tossina. Sebbene siano stati infettati, i topi non hanno mostrato il solito dolore e nemmeno l’infezione è diventata invasiva.

I ricercatori hanno confermato il ruolo della streptolisiina S “reingegnerizzando” la capacità di produrre tossine nei batteri modificati e quindi introducendoli negli stessi topi. L’infezione si è sviluppata in una malattia carnivora “conclamata”.

Il team ha quindi dato ai topi un anticorpo che bloccava la tossina. I sintomi del dolore ai topi erano molto ridotti, confermando che la streptolisi S batterica era l’innesco.

Meccanismi molecolari sottostanti

I ricercatori hanno effettuato ulteriori esperimenti in cui hanno esplorato i meccanismi molecolari sottostanti dell’interazione tra sistema nervoso e sistema immunitario.

In questi, hanno scoperto che la streptolisina S innesca i neuroni per inviare un segnale di dolore al cervello. Ciò innesca anche un altro segnale al sistema immunitario che lo fa secernere un neurotrasmettitore, o messaggero chimico, chiamato peptide correlato al gene della calcitonina (CGRP), che quindi trattiene la risposta immunitaria.

Hanno anche scoperto che CGRP fa ciò arrestando la spedizione dei neutrofili e bloccando la loro capacità di uccidere i batteri nel sito della ferita.

“In effetti”, osserva il prof. Chiu, “questo segnale neuronale silenzia il sistema di allarme che normalmente chiama i combattenti dell’infezione del corpo per frenare l’infezione”.

Prosegue spiegando che tale risposta è appropriata quando una ferita è pulita e non infetta – non si vuole che il sistema immunitario entri e infiammando i tessuti sani nel tentativo di affrontare un’infezione che non c’è.

Ma il batterio dello streptococco ne approfitta e invoca la stessa strategia quando la ferita è infetta, permettendo alla malattia di svilupparsi senza ostacoli.

I pazienti nella fase iniziale della fascite necrotizzante spesso sentono un’enorme quantità di dolore ma non mostrano i sintomi che ci si potrebbe aspettare di accompagnarla – come arrossamento, gonfiore e infiammazione.

Il Prof. Chiu e colleghi suggeriscono, tuttavia, che questo è ciò che ci si aspetterebbe se, per qualche motivo, i neutrofili che portano l’infiammazione e liberarsi dei batteri non venissero convocati.

Due possibili modi per fermare la malattia

Gli scienziati hanno poi condotto un’altra serie di esperimenti, in cui hanno introdotto i batteri in due gruppi di topi: uno in cui avevano interrotto la capacità delle fibre nervose di trasmettere segnali di dolore, e un altro in cui non avevano.

Questi hanno dimostrato che il blocco dei nervi del dolore ha migliorato il controllo del corpo dell’infezione.

Vari esperimenti in cui i topi sono stati iniettati con la neurotossina botulinica A – un bloccante dei nervi che è presente nei trattamenti cosmetici antirughe facciali – hanno dimostrato che un tale approccio può funzionare come trattamento per le malattie carnivore.

Iniezioni del nervo bloccante anche 2 giorni dopo che i topi sono stati infettati e già avevano ferite bloccate causando più danni ai tessuti.

I ricercatori hanno anche testato un altro possibile modo di affrontare la malattia. Mostrarono che i bloccanti CGRP rimuovevano i freni sul sistema immunitario impedendo alle cellule nervose di inviare i segnali di arresto. Hanno anche fermato la fascite necrotizzante dalla diffusione nei topi.

“I nostri risultati rivelano un nuovo ruolo sorprendente dei neuroni nello sviluppo di questa malattia e indicano promettenti contromisure che giustificano ulteriori esplorazioni”.

Prof. Isaac M. Chiu

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