Perché i fagociti digiunano nei tessuti sani

I macrofagi sono un tipo di globuli bianchi. Nel nostro corpo sono utilizzati, tra l'altro, come "cellule spazzino": rilevano gli agenti patogeni batterici, li ingeriscono e avviano una reazione infiammatoria che combatte la fonte dell'infezione. I macrofagi sono regolati da sostanze messaggere e da altre sostanze biochimiche. Queste molecole fanno sì che i macrofagi aumentino la loro attività quando è necessario e la riducano nuovamente una volta terminato il lavoro.

Viola Vogel, professoressa presso il Dipartimento di scienze e tecnologie della salute, e il suo ricercatore post-dottorando Nikhil Jain hanno scoperto un nuovo modo di regolare i macrofagi pro-infiammatori: Chi siamo, tramite informazioni spaziali. Quando i macrofagi si trovano nel tessuto tra le altre cellule e sono costretti da queste ultime, la loro attività viene smorzata, anche in presenza di sostanze messaggere regolatrici.

Nessuna reazione infiammatoria inutile

"I macrofagi non circolano solo nel sangue, ma si trovano anche in tutti i tipi di tessuti. Agiscono come una sorta di guardiani, aspettando fino a quando non sono necessari", spiega Vogel. È molto importante per l'organismo che i macrofagi rimangano tranquilli nei tessuti intatti, altrimenti si verificherebbero reazioni infiammatorie non necessarie. "Cosa smorzi la reazione pro-infiammatoria dei macrofagi nei tessuti sani non è ancora stato completamente chiarito".

Gli scienziati dell'ETH sono giunti alla conclusione, attraverso esperimenti di coltura cellulare in laboratorio, che questi fagociti non sono regolati solo a livello biochimico, ma anche meccanico. Tra l'altro, hanno utilizzato speciali piastre di coltura cellulare con approfondimenti simili a pori in cui le cellule erano confinate individualmente.

Questi esperimenti hanno anche permesso ai ricercatori di decifrare il meccanismo molecolare sottostante. La funzione di un macrofago è legata alle sue dimensioni: se la sua funzione è regolata, cresce espandendo il suo citoscheletro. Questo rilascia fattori che influenzano l'attività dei geni. Se invece il macrofago è costretto dall'esterno, non può crescere.

Capire le malattie e migliorare gli impianti

La nuova scoperta che i fattori spaziali controllano l'attivazione dei macrofagi ha implicazioni per la comprensione di diverse malattie. "Esiste una serie di condizioni che sono causate da un controllo inadeguato dei macrofagi da parte dell'organismo e dalla produzione di sostanze messaggere pro-infiammatorie da parte di queste cellule", spiega Vogel. Queste malattie includono reumatismi, arteriosclerosi, obesità, cancro e alcune malattie autoimmuni.

La scoperta porta anche a nuove idee su come le superfici degli impianti potrebbero essere strutturate per ridurre l'infiammazione, dice Vogel. "È ora possibile, ad esempio, verificare se gli impianti con superfici porose formino meno tessuto cicatriziale intorno ad essi, cosa di cui ci sono già le prime indicazioni.