Macrofagi-Immagine Astratto grafico Credit Cell Metabolism-
Un gruppo di ricerca della MedUni Vienna ha ora dimostrato per la prima volta il ruolo centrale dei macrofagi nel rinnovamento delle cellule intestinali, facendo luce sulla complessa interazione tra cellule immunitarie e rigenerazione dei tessuti. In particolare, i macrofagi producono in quantità elevate i metaboliti spermidina e spermina che poi apportano beneficio alle altre cellule dei tessuti dell’organo.
Di conseguenza, le cellule dei tessuti non hanno più bisogno di produrre queste sostanze da sole e sono in grado di svolgere meglio le proprie funzioni. Questa prima descrizione di un “metabolismo commensale” dei macrofagi è stata recentemente pubblicata sulla rivista Cell Metabolism.
L’intestino, responsabile della digestione del cibo e dell’assorbimento dei nutrienti, fa affidamento su un singolo strato di cellule epiteliali (cellule superficiali) per mantenere l’integrità della barriera intestinale. Queste cellule vengono completamente rinnovate ogni quattro-sette giorni. Questo processo è fondamentale per proteggere il corpo dalle minacce microbiche, mantenere la funzione intestinale e prevenire malattie come la malattia infiammatoria intestinale e il cancro del colon.
I macrofagi sono cellule immunitarie che si trovano in ogni organo del corpo. Il gruppo di ricerca, guidato da Thomas Weichhart del Centro di patobiochimica e genetica della MedUni Vienna e coordinatore dell’SFB Immunometabolism, ha scoperto che i macrofagi nel colon sono strategicamente posizionati in prossimità delle cellule epiteliali intestinali .
I ricercatori hanno identificato un meccanismo cruciale attraverso il quale questi macrofagi supportano la proliferazione delle cellule epiteliali. Questo supporto metabolico è stato particolarmente importante durante i periodi di stress proliferativo, come la colite correlata all’infiammazione.
La prima autrice dello studio Stephanie Fritsch commenta: “Siamo stati in grado di dimostrare che i macrofagi producono grandi quantità di poliammine spermidina e spermina attraverso la via di segnalazione mTORC1“. Queste poliammine sono state assorbite dalle cellule epiteliali, determinando un cambiamento nel loro metabolismo cellulare, favorendone la proliferazione e rafforzando i loro meccanismi di difesa.
La spermina in particolare ha avuto un importante effetto stimolante sulla proliferazione delle cellule del colon. È importante sottolineare che l’attivazione di mTORC1 e la produzione di poliammine hanno avuto un effetto protettivo contro le lesioni infiammatorie intestinali nei modelli animali. Le poliammine, in particolare la spermidina, sono oggetto di approfondite ricerche da tempo poiché gli studi dimostrano che queste sostanze possono prolungare la vita e rallentare il processo di invecchiamento.
I macrofagi supportano il metabolismo di altre cellule
Questa ricerca rappresenta un cambiamento di paradigma nella comprensione del microambiente intestinale. Evidenzia i macrofagi per la prima volta come “fabbriche metaboliche” che supportano il metabolismo di altre cellule, che è fondamentale per un efficiente autorinnovamento dell’epitelio intestinale.
Inoltre, lo studio offre approfondimenti sui potenziali bersagli terapeutici per la malattia infiammatoria intestinale e altri disturbi legati alla disfunzione intestinale.
Punti salienti
I macrofagi si trovano direttamente adiacenti alle cellule epiteliali della cripta nei topi
L’attivazione di mTORC1 nei macrofagi induce la sintesi delle poliammine
Le cellule epiteliali assorbono le poliammine, che ne supportano la proliferazione
Le poliammine derivate dai macrofagi supportano il ricablaggio metabolico delle cellule epiteliali del colon-
Nuove terapie per la rigenerazione dei tessuti e le malattie intestinali
Thomas Weichhart afferma: “Grazie al sostegno della FWF nell’ambito di questo particolare settore di ricerca, questi risultati sono diventati possibili”. SFB F83 Immunometabolism comprende gruppi di Vienna e Graz che stanno studiando l’interazione metabolica delle cellule dei tessuti e dei macrofagi. I risultati di questo studio aprono strade promettenti per la ricerca futura.
Leggi anche:SLA: i macrofagi periferici migliorano la funzione motoria
I ricercatori potrebbero studiare la manipolazione del supporto metabolico mediato dai macrofagi come strategia per migliorare la rigenerazione dei tessuti e combattere le malattie intestinali. Inoltre, ulteriori indagini sul ruolo delle poliammine e della segnalazione mTORC1 nelle cellule immunitarie potrebbero rivelare nuovi approcci terapeutici.
Spiegano gli autori:
“L’epitelio intestinale ha un elevato tasso di turnover e si rinnova costantemente attraverso la proliferazione delle cellule della cripta intestinale, che dipende da segnali non sufficientemente caratterizzati dal microambiente. Qui, abbiamo dimostrato che i macrofagi del colon si trovavano direttamente adiacenti alle cellule epiteliali della cripta nei topi, dove supportano metabolicamente la proliferazione delle cellule epiteliali in modo dipendente da mTORC1. Nello specifico, l’eliminazione del complesso 2 della sclerosi tuberosa (Tsc2) nei macrofagi ha attivato la segnalazione mTORC1 che protegge dai danni intestinali indotti dalla colite e induce la sintesi delle poliammine spermidina e spermina. Le cellule epiteliali hanno ingerito queste poliammine e hanno ricablato il loro metabolismo cellulare per ottimizzare la proliferazione e la difesa. In particolare, la spermina ha stimolato direttamente la proliferazione delle cellule epiteliali del colon e degli organoidi del colon. L’interferenza genetica con la produzione di poliammine nei macrofagi ha alterato i livelli globali di poliammine nel colon e modificato la proliferazione delle cellule epiteliali. I nostri risultati suggeriscono che i macrofagi agiscono come “commensali” che forniscono supporto metabolico per promuovere un efficiente auto-rinnovamento dell’epitelio del colon”.
“I risultati di questo studio rappresentano un significativo passo avanti nella nostra ricerca per comprendere meglio l’intestino e migliorare la salute umana“, ha affermato Thomas Weichhart.
Fonte:Cell Metabolism
