Quando il corpo è sotto attacco da parte di agenti patogeni, il sistema immunitario mette in movimento una diversa collezione di cellule immunitarie che lavorano insieme in un processo strettamente orchestrato per difendere l’ospite dagli intrusi. Per molti decenni, gli immunologi hanno classificato queste cellule in un numero sempre crescente di diversi tipi e sottotipi, principalmente in base alla loro morfologia e fenotipo per comprenderne la funzione. Ma nuovi strumenti genomici stanno cominciando a rivelare nuovi e rari tipi di cellule e anche variabilità e plasticità inaspettate all’interno dei gruppi e ribaltano la visione tradizionale delle cellule immunitarie assegnate alla stessa categoria di entità immutabili che si comportano in modo costante.
Nel loro ultimo studio, i ricercatori dell’Istituto di La Jolla per l’allergia e l’immunologia (LJI) hanno usato l’analisi del trascrittoma a singola cellula per identificare un precursore fino ad ora sconosciuto di un sottogruppo di cellule T killer che si trova principalmente negli uomini con infezioni virali croniche. La loro analisi dettagliata della totalità dei geni trascritti in oltre 9.000 singole cellule ha rivelato anche un livello senza precedenti di eterogeneità.
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I risultati dello studio, pubblicati nel 19 gennaio 2018 nell’edizione online di Science Immunology, forniscono nuove informazioni su come le cosiddette cellule T citotossiche CD4 si presentano negli esseri umani e quindi potrebbero facilitare una migliore progettazione del vaccino per proteggersi dalle infezioni virali croniche come il citomegalovirus, HIV e epatite C.
“Gli strumenti genomici in continua evoluzione e le tecnologie di analisi a singola cellula stanno rivoluzionando la nostra comprensione del sistema immunitario umano in salute e malattia”, affermano Pandurangan Vijayanand, Professore associato e William K. Bowes Jr. Distinguished Professor presso LJI che ha condotto lo studio. “Ma questo è solo l’inizio del viaggio genomico: applicando questi strumenti a malattie e tipi di cellule rilevanti, stiamo cambiando la nostra comprensione della biologia delle cellule immunitarie umane “.
Sulla base dei marcatori di superficie cellulare conosciuti come CD4 e CD8, le cellule T generalmente rientrano in due ampie categorie: cellule T helper CD4-positive, che aiutano ad attivare altre cellule immunitarie e cellule T citotossiche CD8-positive, che uccidono le cellule cancerogene o infette con i virus. In determinate circostanze, tuttavia, una porzione di cellule T helper si trasforma in cellule T citotossiche (CD4-CTL) che sono state originariamente riportate negli esseri umani con infezioni virali croniche come il citomegalovirus umano (CMV), l’HIV, il virus della dengue e il virus dell’epatite C. La ricerca ha dimostrato che queste cellule CD4-CTL sono anche associate a risposte immunitarie antitumorali protettive, specialmente nei tumori indotti da virus.
“L’aumento osservato del rapporto tra cellule T CD4 citotossiche e cellule T helper CD4 indica che esse sono un componente importante della risposta immunitaria protettiva alle infezioni virali e che la loro induzione dovrebbe essere un importante marker per il successo delle vaccinazioni contro alcune malattie virali” diceVeena, ricercatore post-dottorato e primo autore della ricerca. “Ma in realtà non ne sapevamo abbastanza del loro profilo molecolare e dei meccanismi che guidano la loro differenziazione e manutenzione”, ha aggiunto il ricercatore.
Per saperne di più, Patil ha analizzato migliaia di singole cellule CD4-CTL isolate dal sangue periferico da donatori, utilizzando il sequenziamento di RNA a singola cellula che può definire diversi tipi di cellule e sottotipi rivelando differenze nelle trascrizioni prodotte dalle singole cellule. La sua analisi ha rivelato una notevole eterogeneità tra le singole cellule, ma anche all’interno degli individui. “Probabilmente è il risultato della diversa natura delle infezioni e dei tempi di esposizione virale accoppiate alla diversità genetica tra i nostri soggetti osservati nello studio”, dice Patil .
Vijayanand e il suo team sono stati anche in grado di identificare un sottogruppo di precursori CD4-CTL che potenzialmente danno origine a CD4-CTL a pieno titolo, negli esseri umani. “Comprendere le origini e la biologia dei precursori CD4-CTL potenzialmente longevi potrebbe aprire la strada allo sviluppo di strategie per aumentare le risposte immunitarie CD4-CTL durature dopo la vaccinazione contro le infezioni virali e il cancro”, concludono gli autori nel loro articolo.
Fonte: Science Immunology
