(Batteri-Immagine: i batteri della Salmonella (in rosso in questa micrografia con ingrandimento del colore) spesso infettano le cellule che rivestono l’intestino umano. Le cellule infette possono reagire rilasciando un composto simile a un detergente che aiuta a dissolvere la membrana interna della Salmonella. Credito:NIAID).
Di fronte a batteri invasori, alcune cellule umane dispensano una sostanza sorprendente simile al sapone che li fa scoppiare. “Queste cellule, che non fanno parte del sistema immunitario, rilasciano una proteina simile a un detergente che dissolve i pezzi delle membrane interne dei batteri, uccidendo gli infiltrati”, riportano i ricercatori su Science del 16 luglio.
“I giocatori “professionisti” del sistema immunitario, come gli anticorpi o i globuli bianchi, ricevono molta attenzione, ma “tutte le cellule sono dotate di una certa capacità di combattere le infezioni“, afferma l’immunologo John MacMicking, ricercatore dell’Howard Hughes Medical Institute presso la Yale University.
“Negli esseri umani, queste difese cellulari ordinarie sono state spesso trascurate”, afferma MacMicking, “anche se fanno parte di “un antico e primordiale sistema di difesa” e potrebbero informare lo sviluppo di nuovi trattamenti per le infezioni.
Spesso, le cellule non immunitarie si affidano a un avvertimento delle loro controparti professionali per combattere le infezioni. Dopo aver rilevato gli estranei, le cellule immunitarie specializzate rilasciano un segnale di allarme chiamato interferone gamma. Quel segnale stimola altre cellule, comprese le cellule epiteliali che rivestono la gola e l’intestino e sono spesso prese di mira da agenti patogeni all’azione.
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MacMicking e colleghi hanno cercato la base molecolare di tale azione infettando versioni di laboratorio di cellule epiteliali umane con batteri di Salmonella , che possono sfruttare l’interno ricco di sostanze nutritive delle cellule. Quindi, il team ha esaminato oltre 19.000 geni umani, alla ricerca di quelli che hanno conferito una certa protezione dall’infezione.
Un gene, che contiene le istruzioni per una proteina chiamata APOL3, si è distinto. Quando questo gene è stato disattivato, le cellule epiteliali hanno ceduto a un’infezione da Salmonella, anche se avvertite dall’interferone gamma. Zoomando sulle molecole di APOL3 in azione all’interno delle cellule ospiti con una microscopia ad alta potenza, i ricercatori hanno scoperto che la proteina sciama invadendo i batteri e in qualche modo li uccide.
Le salmonelle sono microbi resistenti, protetti da una membrana esterna e interna, una caratteristica condivisa da molte diverse forme di batteri. Questo doppio strato rende questi batteri difficili da uccidere, ma ulteriori indagini hanno rivelato come l’APOL3 e un’altra molecola, GBP1, lavorino insieme per farlo. GBP1 in qualche modo allenta la membrana esterna dei batteri, aprendo le porte all’APOL3 per fornire la morte per dissoluzione alla membrana lipidica interna. APOL3 ha sia parti che amano l’acqua che parti che amano i lipidi; si lega alla membrana interna e la dissolva nel fluido intracellulare, come il sapone che lava via il grasso.
“Siamo rimasti un po’ sorpresi di trovare un’attività simile a un detergente all’interno delle cellule umane“, afferma MacMicking, dato che una tale molecola potrebbe dissolvere anche le membrane dell’ospite. Ma i ricercatori hanno scoperto che l’APOL3 prende di mira specificamente i lipidi presenti nei batteri e la sua attività è bloccata dal colesterolo, un componente comune delle membrane cellulari dei mammiferi, lasciando inalterati i tessuti umani.
“Tutto in questi risultati è fantastico”, afferma Jessica Brinkworth, un’immunologa evoluzionista dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign che non è stata coinvolta nello studio. “Molte infezioni iniziano in queste cellule epiteliali e capire come reagiscono è fondamentale per lo sviluppo di trattamenti futuri”, afferma. “La scoperta davvero interessante è come l’APOL3 è in grado di distinguere tra membrane batteriche e membrane dell’ospite“, afferma.
Fonte:Science
