Per mantenere la salute, il sistema immunitario umano deve distinguere tra amico, o i tessuti del corpo umano e nemico, o i patogeni invasivi che causano la malattia. Questa sfida è particolarmente evidente nell’intestino umano, dove non è solo cellule dell’ospite, ma anche i bilioni di batteri che coesistono e lavorare con loro che deve essere trattata come amichevole. Ora, un nuovo studio rivela un meccanismo attraverso il quale viene mantenuto questo delicato equilibrio tra la promozione e l’inibizione della risposta immunitaria.
Lo studio – una collaborazione tra ricercatori in Germania e in Italia – è pubblicato sulla rivista.
Nel loro articolo di studio, l’autore senior Thomas Brocker, professore e direttore dell’Istituto di immunologia presso l’Università Ludwig Maximilian di Monaco di Baviera in Germania, e colleghi descrivono come hanno trovato un modo in cui le cellule di sorveglianza immunitaria sono addestrate a individuare la differenza tra amico e nemico.
Le nostre viscere ospitano una comunità complessa di oltre 100 trilioni di cellule microbiche che svolgono un ruolo importante nella salute e nelle malattie.
Questi microbi, o microbiota intestinale, che con il loro materiale genetico sono conosciuti come il microbioma intestinale, influenzano il metabolismo, la nutrizione e la funzione immunitaria.
Gli scienziati stanno scoprendo che l’interruzione del microbiota intestinale è legata all’obesità, alla malattia infiammatoria intestinale e ad altri disturbi gastrointestinali.
È stato anche suggerito che l’effetto dell’obesità sul microbioma intestinale possa spiegare il suo forte legame con il diabete di tipo 2.
Altri hanno paragonato l’unicità del microbiota intestinale di una persona a quella di una “impronta digitale del DNA”, sollevando potenziali preoccupazioni sulla privacy per i partecipanti a progetti di ricerca sul microbioma umano.
Le cellule dendritiche promuovono e inibiscono la risposta immunitaria
Il nuovo studio riguarda un tipo di cellule dendritiche cellule chiamato (DC) che si sono evoluti due distintivo – e quali possono sembrare opposti – ruoli nel corpo umano, in quanto entrambi possono promuovere ed inibire risposta immunitaria.
Fatti veloci su microbiota intestinale
- Le nostre budella contengono circa 1.000 specie batteriche
- Ci sono 100 volte più geni nel microbioma intestinale rispetto al genoma umano
- Pensato per essere sterile alla nascita, l’intestino viene rapidamente colonizzato dopo il parto.
Ulteriori informazioni su microbiota intestinale
Le DC aiutano ad attivare il sistema immunitario in risposta alle infezioni, ma sono anche coinvolte nel sopprimerlo attivamente in determinate situazioni.
Sopprimono l’immunità attivando le cellule T regolatorie indotte (iTregs), un tipo di cellula che controlla lo sviluppo della tolleranza immunitaria.
Come inibitori dell’immunità nell’intestino, le DC aiutano ad addestrare il sistema immunitario a trattare il microbiota intestinale come amico piuttosto che nemico. Lo fanno interiorizzando le proteine dal microbiota e migrando ai linfonodi associati all’intestino.
Mentre viaggiano verso i linfonodi, le DC interrompono le proteine batteriologiche interiorizzate in pezzi più piccoli che diventano simili ai “distintivi di identità” che indossano sulle loro superfici cellulari.
Questi badge identificativi vengono visualizzati con specifiche proteine leganti che iTregs riconosce, con l’effetto che gli iTregs non promuovono le risposte immunitarie contro le proteine che indossano i badge identificativi.
Il Prof. Brocker afferma: “Crediamo che questi iTreg siano specifici per le proteine prodotte dai batteri dell’intestino naturale”.
Il team spiega che la migrazione verso linfa cellule dai PVS – in particolare quelli le cui superfici microcella una proteina chiamata CD103 + – è una parte importante di mantenere il sistema immunitario aggiornato sulla composizione del microbiota intestinale.
Le cellule dendritiche hanno un ‘pulsante di allarme’
Tuttavia, ciò che i ricercatori volevano scoprire era come spegnere questo meccanismo di tolleranza in caso di emergenza. La loro indagine li ha portati a un’altra molecola che le DC mostrano sulla loro superficie cellulare – nota come CD40 – che si comporta in modo simile a un pulsante di allarme.
Quando attivato, CD40 si lega a una molecola partner sulla superficie di un altro tipo di cellule T chiamate cellule T effettrici, che trasforma le DC da inibitori della risposta immunitaria ai promotori.
Nei test sui topi, i ricercatori hanno dimostrato che gli animali la cui segnalazione CD40 era permanentemente attiva hanno sviluppato una colite grave, ma nessun altro sintomo.
Hanno scoperto che le cellule dendritiche colpite migrano ancora dai linfonodi dal rivestimento dell’intestino, ma quando arrivano commettono suicidio cellulare (apoptosi) e quindi negano alle cellule T regolatorie l’opportunità di percepire i distintivi di identità delle proteine del microbiota che normalmente li proteggono dagli attacchi immunitari.
Ciò si traduce in una risposta immunitaria generalizzata in cui i linfociti T viaggiano verso il rivestimento dell’intestino e causano l’infiammazione. Il team ha scoperto che dare antibiotici ai topi che uccidevano il loro microbiota intestinale riduceva anche l’infiammazione e gli animali sopravvivevano.
“Questi risultati dimostrano che l’interazione tra cellule dendritiche CD103 positive e linfociti T regolatori è essenziale per il mantenimento del corretto equilibrio immunologica o omeostasi nell’intestino.”
Prof. Thomas Brocker
I ricercatori ora vogliono scoprire se particolari cellule T regolatorie sono programmate per specifici batteri intestinali, come potrebbe suggerire questo studio.
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