Infiammazione-Immagine Credit Public Domain-
I ricercatori del Cedars-Sinai hanno individuato nuovi bersagli farmacologici in un importante percorso infiammatorio correlato a più malattie.
Hanno identificato diversi passaggi in un processo cellulare responsabile dell’attivazione di importanti risposte infiammatorie del corpo. Le loro scoperte, pubblicate sulla rivista scientifica Science Immunology, aprono possibilità di modulare il tipo di infiammazione associata a diverse infezioni e malattie infiammatorie.
Nello specifico, i ricercatori hanno migliorato la comprensione dei passaggi che portano alla produzione di IL-1 beta, un potente segnale proteico infiammatorio rilasciato durante molte risposte infiammatorie.
“Ora abbiamo una comprensione più chiara del processo graduale che porta alla produzione di IL-1 beta“, ha affermato Andrea Wolf, PhD , assistente Professore di scienze biomediche e medicina presso Cedars-Sinai e autore senior e corrispondente del nuovo studio. “Comprendendo il processo, speriamo un giorno di trovare un trattamento per le malattie associate a questa risposta infiammatoria”.
Quando il sistema immunitario innato, il sistema di difesa con cui siamo nati, identifica un batterio, un virus o un altro invasore esterno potenzialmente dannoso, libera i globuli bianchi per circondare e attaccare l’agente estraneo. Ciò può causare gonfiore, arrossamento, calore e dolore nei tessuti del corpo, sintomi che in un corpo sano, alla fine scompaiono.
Alcune persone, tuttavia, rimangono bloccate nella fase infiammatoria. Questo provoca ciò che è noto come infiammazione cronica. L’infiammazione cronica può danneggiare le cellule sane del corpo e si pensa che porti a condizioni gravi come il diabete di tipo 2, malattie cardiache e depressione.
“L’infiammazione, in molti casi, è vitale per un sistema immunitario fiorente e un corpo sano“, ha affermato David Underhill, PhD, Presidente del Dipartimento di scienze biomediche e Janis e William Wetsman Family Chair in Inflammatory Bowel Disease che è anche autore senior e corrispondente dello studio. “Tuttavia, un’infiammazione prolungata può devastare il corpo. Ciò sottolinea l’importanza di comprendere il processo cellulare di come viene attivata l’infiammazione in modo da poter lavorare per trovare nuovi trattamenti per frenare l’infiammazione cronica”.
Lo studio pubblicato oggi fa seguito alla ricerca Cedars-Sinai pubblicata nel 2016 che spiega come le cellule agiscono per rilevare un’infezione. In quello studio, i ricercatori hanno scoperto che un enzima chiamato esochinasi, tipicamente utilizzato dalle cellule per convertire il glucosio in energia, ha una seconda funzione infiammatoria. I ricercatori hanno scoperto che l’esochinasi si lega a uno zucchero della parete cellulare dei batteri e attiva gli inflammasomi, portando alla produzione di IL-1 beta. Gli inflammasomi sono recettori del sistema immunitario innato che riconoscono i microbi e i danni ai tessuti.
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Il presente lavoro presenta un quadro più completo di questo processo.
I ricercatori hanno scoperto che l’esochinasi lascia i mitocondri, la parte di una cellula che genera energia. Questo fa scattare una risposta immunitaria: il rilascio di esochinasi destabilizza i mitocondri e avvisa la cellula che qualcosa non va. Ciò porta al raggruppamento di un canale chiamato VDAC nella membrana dei mitocondri, che interagisce con un’altra proteina chiamata NLRP3 per avviare l’assemblaggio dell’inflammasoma. Gli inflammasomi producono quindi IL-1 beta, un driver dell’infiammazione.
I ricercatori hanno studiato cellule derivate da topi di laboratorio per comprendere i passaggi coinvolti nel percorso IL-1 beta. Il team ha utilizzato sostanze chiamate inibitori che bloccano le funzioni cellulari e la tecnologia di modifica genetica per disattivare determinati geni e le proteine che esprimono. Questo ha permesso loro di capire quali proteine sono vitali per innescare l’infiammazione.
Lo scienziato post-dottorato del Cedars-Sinai Sung Hoon Baik, PhD, ha utilizzato il microscopio a super risoluzione che fa parte della Cedars-Sinai Biobank and Research Pathology Resource per visualizzare e misurare le fasi di questo processo infiammatorio all’interno delle singole cellule.
“Essere in grado di indirizzare passaggi specifici in questo percorso è vitale, perché oltre ad essere importanti per l’infiammazione, i componenti di questo percorso svolgono anche un ruolo vitale nel mantenere l’energia all’interno della cellula”, ha detto Wolf. “Vogliamo concentrarci sul suo ruolo infiammatorio, non solo spegnere tutto, perché sarebbe dannoso per la cellula”.
I ricercatori stanno continuando a studiare i passaggi cellulari che portano e derivano dal ruolo dell’esochinasi nell’attivazione degli inflammasomi. Stanno anche usando i risultati di questo studio per iniziare a prendere di mira questo percorso infiammatorio in diverse malattie.
Altri ricercatori di Cedars-Sinai che hanno lavorato allo studio includono Courtney Becker, manager dell’Underhill Laboratory di Cedars-Sinai; Sarah Fett, ricercatrice associata al Cedars-Sinai e V. Krishnan Ramanujan, PhD, Professore associato di ricerca presso il Dipartimento di Medicina del Cedars-Sinai e Direttore della Cedars-Sinai Biobank.
Fonte:Science Immunology
