Uno studio condotto dai ricercatori di Stanford Medicine ha dimostrato che il virus di Epstein-Barr, un tipo comune di virus dell’herpes, innesca la sclerosi multipla preparando il sistema immunitario ad attaccare il sistema nervoso del corpo.
Gli scienziati sospettano da tempo, ma non sono riusciti a dimostrare, un legame tra alcune infezioni virali e lo sviluppo della sclerosi multipla, una malattia autoimmune paralizzante che colpisce quasi 1 milione di americani.
Lo studio, pubblicato il 24 gennaio su Nature, mostra che circa il 20-25% dei pazienti con sclerosi multipla ha anticorpi nel sangue che si legano strettamente sia a una proteina del virus di Epstein-Barr, chiamata EBNA1, sia a una proteina prodotta in il cervello e il midollo spinale, chiamati la molecola di adesione delle cellule gliali, o GlialCAM.
“Parte della proteina Epstein-Barr imita la propria proteina ospite, in questo caso GlialCAM, che si trova nella guaina isolante dei nervi”, ha affermato William Robinson, MD, Ph.D., professore di immunologia e reumatologia a Stanford. “Ciò significa che quando il sistema immunitario attacca EBV per eliminare il virus, finisce anche per prendere di mira GlialCAM nella mielina”.
La mielina forma il rivestimento protettivo attorno alle cellule nervose e, quando è danneggiata, gli impulsi elettrici non possono più saltare in modo efficiente da un nervo all’altro, causando intorpidimento, debolezza muscolare e grave affaticamento nella sclerosi multipla.
L’autore principale dello studio è il ricercatore della Stanford Tobias Lanz, MD. L’autore senior è Robinson, il James. W. Raitt Professor, che ha attribuito al coautore Lawrence Steinman, MD, Professore di neurologia a Stanford, anche il ruolo chiave nel guidare la ricerca. “Questa è la prima volta che qualcuno ha dimostrato in modo piuttosto definitivo che un virus è il fattore scatenante della sclerosi multipla“, ha detto Steinman. “E questi risultati entusiasmanti aprono alcune nuove direzioni per gli studi clinici nel trattamento della SM”.
MS e virus: una connessione sfuggente
Precedenti ricerche hanno dimostrato che i pazienti con sclerosi multipla hanno un aumento degli anticorpi contro una varietà di virus comuni, inclusi morbillo, parotite, varicella-zoster e virus di Epstein-Barr. In effetti, più del 99% dei pazienti con SM ha anticorpi EBV nel sangue, indicando una precedente infezione, rispetto al 94% degli individui sani. Ma nonostante questa correlazione epidemiologica, gli scienziati hanno lottato per dimostrare una connessione causale.
“Nessuno sa davvero cosa causa le malattie autoimmuni e per molti decenni sono stati ipotizzati tutti i tipi di virus diversi”, ha detto Robinson.
Per cercare questo legame meccanicistico elusivo, i ricercatori hanno iniziato esaminando gli anticorpi prodotti dalle cellule immunitarie nel sangue e nel liquido spinale di nove pazienti con SM. A differenza degli individui sani, le cellule immunitarie dei pazienti con SM passano al cervello e al midollo spinale, dove producono grandi quantità di alcuni tipi di anticorpi. I modelli di queste proteine anticorpali, chiamate bande oligoclonali, si trovano durante l’analisi del liquido spinale e fanno parte dei criteri diagnostici per la SM.
“Nessuno sa esattamente a cosa si legano quegli anticorpi o da dove provengano”, ha detto Robinson. “Quindi la prima cosa che abbiamo fatto è stata analizzare gli anticorpi delle bande oligoclonali e abbiamo dimostrato che provengono dai linfociti B nel liquido spinale”.
I linfociti B sono un tipo di globuli bianchi prodotti nel midollo osseo e la tecnologia per sequenziare queste cellule individualmente è stata sviluppata dal laboratorio Robinson circa otto anni fa. “In passato, i ricercatori prelevavano siero e liquido spinale dai pazienti con SM e li testavano su array planari o li lanciavano su vetrini istologici per vedere cosa si attacca ad essi”, ha detto Lanz. “Quello che abbiamo fatto è stato un approccio diverso: abbiamo prelevato i linfociti B dal liquido spinale e selezionati e sequenziati ciascuno separatamente in un formato a cellula singola e su una scala da decine a centinaia di cellule B per paziente, cosa mai fatta prima”.
Gli anticorpi MS legano la proteina virale EBNA1
Una volta che i ricercatori hanno determinato che le bande oligoclonali nella SM sono prodotte dai linfociti B selezionati nel liquido spinale, hanno espresso anticorpi individuali da queste cellule e li hanno testati per la reattività contro centinaia di antigeni diversi.
“Abbiamo iniziato con antigeni umani”, ha detto Robinson, “ma non siamo riusciti a trovare una chiara reattività. Quindi alla fine li abbiamo testati contro EBV e altri virus dell’herpes, ed ecco, molti di questi anticorpi, e uno in particolare, si sono legati a EBV .”
Sei dei nove pazienti con SM avevano anticorpi che si legavano alla proteina Epstein-Barr EBNA1 e otto su nove avevano anticorpi contro qualche frammento di EBNA1. I ricercatori si sono concentrati su un anticorpo che lega l’EBNA1 in una regione nota per suscitare un’elevata reattività nei pazienti con SM. Sono stati quindi in grado di risolvere la struttura cristallina del complesso anticorpo-antigene, per determinare quali parti erano più importanti per il legame.
Prima di questa scoperta, Robinson ha affermato di non essere convinto che l’Epstein-Barr abbia causato la SM. “Pensavamo tutti che fosse solo una specie di artefatto; non pensavamo davvero che fosse causale. Ma quando abbiamo trovato questi anticorpi che legavano l’Epstein-Barr nel liquido spinale, prodotto dai linfociti B del liquido spinale, abbiamo rivisitato la potenziale associazione che avevamo respinto”.
Il mimetismo molecolare fornisce il meccanismo per lo sviluppo della SM
Successivamente, i ricercatori hanno testato lo stesso anticorpo su un microarray contenente più di 16.000 proteine umane. Quando hanno scoperto che l’anticorpo si legava anche con un’elevata affinità alla GlialCAM, sapevano di aver trovato un meccanismo specifico per il modo in cui l’infezione da EBV poteva scatenare la sclerosi multipla.
“EBV inganna il sistema immunitario facendogli rispondere non solo al virus, ma anche a questo componente critico delle cellule che compongono la sostanza bianca nel nostro cervello“, ha detto Steinman. “Per usare una metafora militare, è come un fuoco amico: combattendo il virus, danneggiamo il nostro stesso esercito”.
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Per scoprire quale percentuale di SM potrebbe essere causata da questo cosiddetto “mimetismo molecolare” tra EBNA1 e GlialCAM, i ricercatori hanno esaminato un campione più ampio di pazienti con SM e hanno riscontrato un’elevata reattività alla proteina EBNA1 e GlialCAM dal 20% al 25% di campioni di sangue in tre coorti di MS separate.
“Il 25% è un numero conservativo”, ha detto Robinson, osservando che non include i pazienti che potrebbero aver reagito in precedenza a GlialCAM in seguito all’infezione da EBV, ma la cui risposta immunitaria si è evoluta dall’innesco iniziale.
In effetti, uno studio su 801 casi di SM da oltre 10 milioni di militari in servizio attivo in 20 anni ha rilevato che l’infezione da EBV era presente in tutti i casi tranne uno al momento dell’insorgenza della SM. Un documento che descrive quello studio, pubblicato questo mese su Science, ha rilevato che su 35 persone inizialmente EBV-negative, tutte tranne una sono state infettate da EBV prima dell’inizio della SM. Inoltre, questo gruppo separato di ricercatori ha identificato la stessa regione EBNA1 come principale bersaglio anticorpale nei pazienti con SM. Insieme alla scoperta della reattività crociata EBNA1/GlialCAM, questi dati forniscono prove convincenti che l’EBV è il fattore scatenante per la stragrande maggioranza dei casi di SM, come sottolineano Robinson e Steinman in una prospettiva scientifica, anch’essa pubblicata a gennaio.
I modelli di topo forniscono un’ulteriore prova
Nel lavoro guidato dal coautore e ricercatore senior Peggy Ho, l’importanza della risposta immunitaria anti-EBNA1 è stata ulteriormente valutata utilizzando un modello murino comune di SM chiamato encefalomielite autoimmune sperimentale. Dopo aver ricevuto un’iniezione di un frammento della proteina EBNA1, i topi hanno mostrato una paralisi più grave, più cellule immunitarie che hanno invaso il loro sistema nervoso centrale e più danni al rivestimento protettivo sulle loro cellule nervose, rispetto ai topi a cui è stato iniettato un frammento di proteina di controllo.
“È solo un ulteriore collegamento dei punti”, ha detto Robinson. “Se immunizzi un topo con un particolare antigene e peggiora la paralisi, suggerisce che una risposta immunitaria contro quel bersaglio può contribuire alla patogenesi della SM”.
Lo studio apre la strada a futuri trattamenti per la SM
Forse l’aspetto più interessante di questa scoperta è il suo potenziale per creare nuovi percorsi per il trattamento clinico della sclerosi multipla. “Se un virus è l’obiettivo della risposta immunitaria che sta andando in modo indesiderato nel cervello della SM, perché non sbarazzarsi del virus?” Steinman ha detto, osservando che un vaccino contro il virus di Epstein-Barr potrebbe forse alla fine eradicare la SM, nello stesso modo in cui la poliomielite è stata eradicata dagli Stati Uniti negli anni ’70.
Ma questa ricerca dimostra anche perché i produttori dovrebbero prestare molta attenzione nella selezione di quali antigeni incorporare in un vaccino EBV.
Inoltre, un vaccino EBV non aiuterebbe necessariamente i pazienti che hanno già sviluppato la reattività crociata EBNA1/GlialCAM. “Per quei pazienti, un’opzione migliore potrebbe essere quella di “tollerizzare” il sistema immunitario in modo che non risponda più a GlialCAM”, ha detto Steinman. “Ci sono due tecnologie promettenti qui, una che coinvolge un vaccino inverso che utilizza plasmidi del DNA e un’altra che utilizza la tecnologia dell’RNA della stessa azienda in Germania che ha prodotto il vaccino Pfizer per COVID-19″.
La scoperta di come l’EBV innesca la sclerosi multipla potrebbe anche avere ramificazioni per la ricerca su altre malattie autoimmuni, come il lupus e l’artrite reumatoide, che, come la SM, sono state significativamente associate all’infezione da EBV negli studi epidemiologici.
Fonte:Nature
