(Aterosclerosi Studio-immagine:Nathalie Niyonzima è una delle ricercatrici che ha scoperto una causa importante della condizione.Credito: Ingebjørg Hestvik).
La causa alla base di molte malattie cardiovascolari è l’infiammazione delle pareti delle arterie. Ora i ricercatori NTNU hanno scoperto che uno specifico neurotrasmettitore nelle cellule immunitarie è un fattore chiave quando il colesterolo si accumula nei nostri vasi sanguigni.
“Sapevamo che parte del quadro riguardava l’infiammazione causata dal colesterolo che crea cristalli che attivavano il sistema immunitario. Quindi abbiamo iniziato a esplorarlo”, afferma Nathalie Niyonzima, ricercatrice al CEMIR e al Dipartimento di Medicina Clinica e Molecolare della NTNU.
In una persona sana le cellule immunitarie abbattono il colesterolo e tutto ciò di cui il corpo non ha bisogno viene trasportato fuori dal corpo attraverso le urine. Tuttavia, con l’aumento dei livelli di colesterolo, le cellule immunitarie non sono in grado di mantenere il corretto equilibrio, causando la formazione di cristalli di colesterolo. Questi cristalli creano quella che viene chiamata un’infiammazione sterile, cioè un’infiammazione che non è causata da batteri. Questa condizione è chiamata aterosclerosi.
Niyonzima e il resto del team del CEMIR e del NIH hanno recentemente pubblicato l’articolo “L’attività mitocondriale C5aR1 nei macrofagi controlla la produzione di IL-1β sottostante l’infiammazione sterile” in Science Immunology.
Infiammazione cronica
In tutto il mondo, le malattie cardiovascolari provocano 17,9 milioni di decessi all’anno ed è stata quindi la principale causa di morte nel 2019. Le malattie più comuni di questo tipo sono le malattie coronariche (angina pectoris e infarto) e le malattie cerebrovascolari (ictus, ictus ed emorragia cerebrale).
La causa alla base di queste condizioni è l’aterosclerosi, un disturbo che si sviluppa lentamente e provoca la formazione di un’infiammazione cronica della parete arteriosa che nel tempo può diventare pericolosa per la vita. Le placche costituite da cellule immunitarie morte, detriti cellulari e grassi si accumulano lungo le pareti delle arterie. Il sovraccarico delle arterie può quindi causare il blocco completo dei vasi sanguigni.
“Il problema è che quando le cellule immunitarie trovano questi cristalli di colesterolo, non sanno cosa farne. Sanno solo che c’è qualcosa che non dovrebbe esserci”, dice Niyonzima. Le cellule immunitarie in questione sono i macrofagi, cellule che si trovano nel nostro sangue e che hanno il compito di aggredire gli invasori come virus e batteri. I macrofagi sono la prima linea di difesa del corpo e “mangiano” questi invasori.
“Quando i macrofagi non riescono a scomporre i cristalli, si danneggiano e muoiono. Possono anche rompersi in modo che il contenuto cellulare fuoriescaev questa non è una buona cosa. Le cose dovrebbero preferibilmente rimanere al loro posto giusto”, dice Niyonzima.
L’allarme si spegne
Al centro del lavoro che è stato ora pubblicato c’è ciò che accade all’interno delle cellule dei macrofagi quando incontrano questi cristalli.
Quando le cellule immunitarie attaccano i cristalli, all’interno della cellula viene attivato un sistema di comunicazione. Dalla parete cellulare, un segnale viene inviato a un recettore sulla superficie dei mitocondri, le fabbriche di energia delle cellule. I ricercatori di Trondheim hanno studiato questa reazione aggiungendo cristalli di colesterolo a campioni di sangue di donatori sani.
“Questo innesca la produzione di sostanze antinfiammatorie, mentre aumenta la produzione di energia nelle cellule”, afferma Niyonzima. I mitocondri iniziano a produrre una citochina specifica (IL-1β). Le citochine sono un tipo di proteine che agiscono come neurotrasmettitori e regolano le risposte immunitarie.
“I nostri risultati suggeriscono che il recettore sui mitocondri agisce come un sistema di allarme che rileva i cristalli di colesterolo e innesca la produzione di IL-1β e l’infiammazione nell’aterosclerosi“, afferma Niyonzima.
I ricercatori di Trondheim hanno confermato le loro scoperte utilizzando topi che avevano una mutazione genetica per questo particolare recettore all’interno delle loro cellule immunitarie. In questi topi, il destinatario del neurotrasmettitore, il pulsante “on/off” per la risposta immunitaria, è stato quindi “spento”.
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“Abbiamo scoperto che la rimozione del gene ha ridotto le dimensioni e il grado di infiammazione delle placche aterosclerotiche. Abbiamo anche aggiunto inibitori del neurotrasmettitore alle placche di pazienti con aterosclerosi e questo ha ridotto significativamente l’infiammazione generale nelle placche“, afferma Niyonzima..
Punti in comune con l’Alzheimer
Nello stesso studio, i ricercatori hanno anche scoperto che la modifica genetica proteggeva i topi dall’insufficienza renale.
Niyonzima spiega che questo sistema di comunicazione interna è un fattore importante nel processo biologico che porta all’infiammazione sterile come avviene nell’aterosclerosi. La possibilità di utilizzare inibitori del neurotrasmettitore per curare la malattia è un altro elemento chiave.
I risultati possono essere importanti anche per il trattamento di altre gravi malattie.
“Questo sistema di comunicazione funziona sia all’interno delle cellule che esternamente, da una cellula all’altra. Quello che mostriamo in questo studio è come il sistema utilizza un recettore specifico sui mitocondri che avvia l’intera ‘fabbrica’ e che alla fine porta all’infiammazione“, dice Niyonzima.
“Vediamo un po’ lo stesso schema in altre malattie come la gotta e nel cervello dei malati di Alzheimer. La sovrapproduzione di una proteina crea aggregati che il sistema immunitario non può gestire”, dice.
Niyonzima sottolinea che c’è ancora molta strada da fare prima che i risultati del suo laboratorio di Trondheim possano essere trasformati in una pillola finita che può ostacolare lo sviluppo dell’aterosclerosi nei pazienti.
“Questa è ricerca di base, non ricerca clinica. Siamo seduti con un grande puzzle in cui devono essere messi insieme molti pezzi per capire come è collegato tutto ciò che accade all’interno dei vasi sanguigni. Ma pensiamo che questo studio sia un aspetto importante contributo È sicuramente un pezzo importante del puzzle”, conclude il ricercatore.
Fonte:Science Immunology
