Quando virus e batteri invadono il corpo, il sistema immunitario reagisce. I difensori chiamati cellule B, sciamano nelle zone colpite, scatenando molecole di anticorpi che cercano di distruggere gli invasori. Questo esercito di anticorpi dispone di un numero di classi specializzate: alcuni anticorpi avvolgono i patogeni o li isolano per impedire loro di entrare nelle cellule sane, mentre altri anticorpi creano infiammazione per accelerare il processo di guarigione.
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Ora, per la prima volta, i ricercatori della Stanford University, hanno tracciato una mappa di come il corpo umano crea anticorpi di ogni classe.
“Come facciamo a produrre tutti gli anticorpi che ci proteggono?”si è chiesto Felix Horns, laureato in biofisica della Stanford e primo autore di un articolo pubblicato sulla rivista eLife . ” La nostra ricerca ha cercato di dare risposta a questo interrogativo”, ha detto il ricercatore.
Il team di ricerca è stato guidato da Horns e dal bioingegnere Prof. Stephen Quake che crede che la creazione di una panoramica completa del sistema di difesa naturale del corpo permetterà ai ricercatori di sviluppare nuovi trattamenti per una varietà di disturbi del sistema immunitario.
“Questa mappa ci aiuterà a capire che cosa ‘va storto’ nella malattia immunitaria”, ha detto Quake, che è anche Professore di fisica applicata dell’ Howard Hughes Medical Institute. ” Come risultato, potremmo essere in grado di risolvere ad esempio, problemi come le allergie”.
Costruire un albero genealogico delle cellule B
Per assemblare la loro mappa, i ricercatori hanno estratto le cellule B da campioni di sangue di 22 giovani adulti sani. Utilizzando una macchina di sequenziamento genetico high-throughput ( per high-throughput si intendono tutte quelle analisi scientifiche in grado di effettuare dei test su un numero molto grande di dati in un tempo ristretto grazie a macchinari e strumentazioni automatizzate), che legge i singoli nucleotidi che compongono il codice genetico di una cellula, i ricercatori hanno creato una vasta ‘libreria’ di geni produttori di anticorpi da tutte le cellule B presenti nei campioni.
Essi hanno rintracciato la discendenza delle cellule B contando il numero di mutazioni acquisite nei geni delle cellule ed hanno trovato che le cellule delle generazioni successive avevano più mutazioni genetiche. I ricercatori hanno anche prove che le cellule B hanno attivato i tipi di anticorpi che hanno prodotto. Questo processo di commutazione permette al sistema immunitario di personalizzare la propria risposta alle minacce in entrata.
“Ogni cellule B inizia come una singola cellula che produce un certo tipo di anticorpi”, ha detto Horns. ” Essa si espande e crea discendenti”.
Utilizzando una varietà di tecniche di analisi, i ricercatori sono stati in grado di identificare le varie classi di anticorpi e di approssimare la loro prevalenza.
Circa tre quarti delle cellule che il team ha analizzato sono state programmate per creare la classe di anticorpi IgM, ” La classe predefinita in cui sono nati tutti gli anticorpi”, ha detto Horns. “Quando sono attivati da una sfida immunitaria, essi subiscono un passaggio di classe“.
Gran parte delle cellule IgM passano alla produzione della classe di anticorpi IgG, più importanti per la caccia ai virus nel corpo. Queste cellule possono dare origine a quattro diverse sottoclassi IgG specifiche che hanno proprietà anti-virali.
Una frazione minore di cellule IgM producono anticorpi IgA, che respingono l’invasione di batteri e aiutano i batteri “buoni” a soggiornare nel tratto digestivo in un sano equilibrio.
Un più piccolo numero di cellule IgM passa alla produzione della classe di anticorpi IgE, che innescano l’infiammazione nel corpo e possono creare una reazione allergica se diventano troppo attivi.
Le intuizioni di Horns sul processo di passaggio di classe degli anticorpi, potrebbe portare a una serie di nuovi approcci di trattamento per i disturbi del sistema immunitario. In condizioni rare, come la sindrome iper IgM, le cellule dei pazienti non hanno la capacità di cambiare le classi di anticorpi, lasciandoli vulnerabili a una vasta gamma di infezioni. Le condizioni immunitarie più comuni possono anche derivare da difetti di commutazione di classe. Le persone con allergie, per esempio, producono anticorpi IgE allergene-specifici, con conseguente risposta immunitaria iperattiva.
Alcuni medici hanno cercato metodi come la “terapia da elminti,” che infettano i pazienti con vermi parassiti per velocizzare la produzione del corpo, di anticorpi. Horns prevede una soluzione più precisa: la progettazione di farmaci per imitare le molecole di segnalazione che controllano il processo di commutazione degli anticorpi.
Come passo successivo, Horns prevede di sequenziare i geni di persone che soffrono di disturbi del sistema immunitario. Scoprire come la produzione di anticorpi si differenzia dalla sua mappa di base sarebbe un passo fondamentale verso la creazione di terapie farmacologiche che potrebbero ripristinare un equilibrio ottimale degli anticorpi.
“Supponiamo che abbiamo trovato qualcuno che non può produrre un certo tipo di anticorpo o ne produce molto poco”, ha detto Horns. “Siamo in grado di convincere le sue cellule B a commutarsi in classi particolari di anticorpi per risolvere il deficit”.
Fonte: News Stanford
