Citochine-Immagine credit public domain.
I medici osservano da tempo un fenomeno sconcertante: dopo un’infezione o una riacutizzazione di una malattia autoimmune, alcune persone sperimentano prolungati sbalzi d’umore, disregolazione emotiva e cambiamenti comportamentali. Ma la precisa connessione tra infiammazione, umore e comportamento è rimasta sfuggente.
Ora, due nuovi studi della Harvard Medical School e del Massachusetts Institute of Technology, pubblicati il 7 aprile su Cell, descrivono nel dettaglio i passaggi di un complesso dialogo tra cervello e sistema immunitario che spiega questa osservazione nota da tempo, ma poco compresa.
Lo studio, condotto sui topi e finanziato in parte dai National Institutes of Health, individua le radici molecolari del fenomeno e mostra come le molecole immunitarie chiamate citochine influenzano l’attività cerebrale.
Gli scienziati sapevano già che le citochine influenzano le emozioni e le funzioni cerebrali, ma come e dove ciò avvenga nel cervello era finora rimasto poco chiaro. La nuova ricerca mappa una rete di segnali citochinici che interagiscono con specifiche cellule cerebrali per regolare l’umore, l’ansia e il comportamento sociale.
Se confermati da ulteriori studi su animali e persone, questi risultati potrebbero portare a nuove terapie per l’autismo e i disturbi d’ansia. Questi trattamenti agirebbero indirettamente alterando le sostanze chimiche del sistema immunitario per calmare il sistema immunitario, anziché agire direttamente sul cervello come fanno i tradizionali farmaci psichiatrici. Questi farmaci devono attraversare la barriera emato-encefalica per modificare direttamente la chimica cerebrale, mentre i nuovi approcci potrebbero agire regolando i segnali immunitari provenienti dall’esterno.
“Identificando dove e come funzionano i recettori delle citochine nel cervello, abbiamo iniziato a svelare la complessa relazione tra il sistema nervoso e quello immunitario e l’effetto di questa complessa comunicazione su umore e comportamento. Ci auguriamo che queste intuizioni possano portare a nuovi trattamenti per condizioni come l’autismo e i disturbi d’ansia”, dice Jun Huh, Professore associato di immunologia presso il Blavatnik Institute presso l’HMS e coautore senior dei due studi.
Le molecole immunitarie alterano la risposta nel “centro della paura” del cervello
In uno studio, i ricercatori hanno scoperto che le citochine agiscono come messaggeri cerebrali per regolare l’ansia, prendendo di mira specifici neuroni nel centro della paura del cervello, un’area chiamata amigdala, coinvolta nell’elaborazione delle emozioni come la paura e lo stress.
Esperimenti sui topi hanno dimostrato che due citochine, IL-17A e IL-17C, aumentavano l’attività dell’amigdala. Quando i livelli di queste molecole aumentavano, i topi mostravano un corrispondente aumento di comportamenti simili all’ansia, come l’evitamento degli spazi aperti e la riduzione dell’esplorazione.
Sorprendentemente, il blocco del recettore per la citochina IL-17A ha innescato un aumento dei livelli di IL-17A e IL-17C, amplificando l’attività dell’amigdala e peggiorando i comportamenti ansiosi. Al contrario, una citochina antinfiammatoria , l’IL-10, ha avuto l’effetto opposto, calmando i neuroni dell’amigdala e riducendo l’ansia. Questi risultati suggeriscono che i segnali indotti dall’infiammazione e quelli antinfiammatori interagiscono direttamente con le cellule cerebrali, influenzando l’umore e il comportamento.
Le molecole immunitarie prendono di mira con precisione i recettori cerebrali specifici
In un altro studio, i ricercatori hanno scoperto che alcune citochine – IL-17A, IL-17B, IL-17E e IL-17F – migliorano il comportamento sociale nei topi con tratti simili all’autismo. Normalmente, questi topi mostrano un ridotto interesse sociale, ma quando sono state somministrate queste citochine, hanno iniziato a interagire di più con altri topi e hanno mostrato meno comportamenti ripetitivi.
L’IL-17E si è rivelata un fattore chiave, legandosi a specifici recettori cerebrali per promuovere l’interazione sociale. Nei topi che mostravano comportamenti simili all’autismo, la citochina IL-17A sembrava aumentare i livelli di IL-17E e quindi migliorare indirettamente il comportamento sociale. Con un sorprendente colpo di scena, il team ha anche scoperto che l’IL-17E è prodotta dai neuroni all’interno del cervello stesso, sfidando le ipotesi precedenti e aprendo nuove strade per la ricerca.
Dato che l’IL-17E è prodotta dai neuroni stessi ed è in grado di alterarne direttamente l’attività, i ricercatori hanno affermato che potrebbe funzionare come un neuromodulatore, simile ad altre due sostanze chimiche cerebrali: la serotonina e la dopamina. La serotonina è nota come il neurotrasmettitore del “benessere” ed è legata al rilassamento, mentre la dopamina svolge un ruolo nella motivazione e nel piacere. Questo potrebbe aiutare a spiegare i risultati di precedenti ricerche dello stesso team, che dimostravano come l’infiammazione indotta dalla febbre potesse alleviare alcuni sintomi osservati in alcuni bambini con autismo.
“Nel complesso, i risultati dei due studi sottolineano l’intricata e potente comunicazione tra cervello e sistema immunitario”, ha osservato il team di ricerca.
“In generale, i nostri risultati evidenziano l’importante ruolo della segnalazione immunitaria nel plasmare stati d’animo e comportamenti agendo su specifici percorsi cerebrali”, ha affermato Gloria Choi, coautrice senior e Professoressa associata presso il Picower Institute for Learning and Memory e il Dipartimento di scienze cognitive e del cervello del MIT.
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Domande senza risposta e prossimi passi
I risultati dei due nuovi studi segnano un significativo passo avanti nella comprensione del dialogo tra cervello e sistema immunitario, ma restano ancora domande chiave. In particolare, se e come questi meccanismi siano applicabili agli esseri umani.
Un’altra incognita persistente: come fanno le citochine ad attraversare la barriera emato-encefalica, che tipicamente protegge il cervello dalle sostanze nocive presenti nel flusso sanguigno? Una teoria è che l’infiammazione cronica indebolisca questa barriera, rendendola più permeabile – un’area che merita ulteriori ricerche.
Se i ricercatori riuscissero ad alterare le citochine per regolare l’umore e il comportamento sociale, questo approccio potrebbe rappresentare un’alternativa terapeutica interessante per i disturbi d’ansia e le condizioni correlate all’autismo.