Mappata la rete di comunicazione del sistema immunitario
I ricercatori del Wellcome Sanger Institute (Regno Unito) e dell'ETH di Zurigo hanno prodotto per la prima volta una mappa completa delle connessioni del sistema immunitario umano. Questa mappa mostra come le cellule immunitarie comunicano tra loro e come questi percorsi cambiano nelle malattie.
Il sistema immunitario umano è composto da molte cellule altamente specializzate, alcune delle quali vagano per il corpo senza legami e individualmente, alla ricerca di segni di lesioni o agenti patogeni. Una volta riconosciuta una minaccia, queste cellule devono trasmettere il messaggio ad altre cellule per avviare una risposta immunitaria efficace. Un modo per trasmettere segnali da cellula a cellula è attraverso proteine di superficie che si legano a proteine recettoriali adatte sulla superficie di altre cellule.
Tuttavia, la conoscenza di tutte queste vie di comunicazione e delle relative interazioni è stata finora incompleta a causa dell'enorme varietà di strutture di superficie delle cellule immunitarie.
Prima mappa dettagliata della rete
I ricercatori del Wellcome Sanger Institute (Regno Unito) e dell'ETH di Zurigo stanno ora colmando queste lacune. In uno sforzo congiunto, hanno creato per la prima volta una mappa di rete completa di queste connessioni recettoriali. Ciò consente di mostrare in dettaglio come le cellule immunitarie interagiscono e comunicano tra loro in tutto il corpo. Lo studio corrispondente è stato appena pubblicato sulla rivista scientifica "Nature".
Per sviluppare nuove immunoterapie contro le malattie, è fondamentale comprendere a fondo le interazioni tra le cellule immunitarie e l'integrazione di questa comunicazione nel corpo umano.
Con l'aiuto di questa mappa, i ricercatori possono riconoscere come le varie malattie influenzino il sistema immunitario nel suo complesso. Può anche essere utilizzata per la ricerca di nuovi principi attivi che si legano alle varie proteine di superficie delle cellule immunitarie. Le proteine di superficie delle cellule sono più spesso utilizzate come bersaglio per nuovi farmaci rispetto a qualsiasi altro tipo di proteina, in quanto sono accessibili ai farmaci e hanno una forte influenza sui segnali che una cellula riceve.
Nell'ambito di questo studio, i ricercatori hanno anche scoperto molti composti precedentemente sconosciuti che gettano nuova luce sull'organizzazione delle difese immunitarie dell'organismo. Ciò fornisce ai ricercatori anche risposte a domande sui bersagli terapeutici delle immunoterapie che vengono già utilizzate sui pazienti. In futuro, la mappa del sistema immunitario in apertura potrebbe avere un'importanza decisiva nella ricerca di nuove terapie (immunitarie).
"Questa ricerca ha prodotto un nuovo incredibile strumento. Grazie ad esso, ora possiamo scoprire quali proteine e vie di segnalazione potrebbero servire da bersaglio per nuovi farmaci".Berend Snijder, professore presso l'Istituto di biologia dei sistemi molecolari dell'ETH di Zurigo
Le immunoterapie hanno già dimostrato il loro grande potenziale nel trattamento di malattie come alcuni tipi di cancro. Tuttavia, a volte sono efficaci solo in alcuni gruppi di pazienti e in alcune malattie. Con l'aiuto della nuova mappa delle connessioni dei recettori immunitari, i ricercatori possono spiegare perché le immunoterapie funzionano solo in un sottogruppo di pazienti. La mappa può anche aiutare a identificare nuove proteine bersaglio per lo sviluppo di future immunoterapie per i pazienti che attualmente non beneficiano di tali trattamenti.
Una comprensione approfondita della segnalazione cellula-cellula nel sistema immunitario è necessaria anche per prevenire e trattare le malattie autoimmuni. Le malattie autoimmuni sono causate dal sistema immunitario che confonde i segnali interni e riconosce le proprie cellule come estranee e le attacca.
Le proteine di superficie sono fondamentali
Per lo studio, il team di ricerca ha isolato e analizzato una serie quasi completa di proteine di superficie che collegano fisicamente le cellule immunitarie. I ricercatori hanno poi utilizzato ampie analisi computazionali e matematiche per creare una mappa che mostra i tipi di cellule, le sostanze messaggere e la velocità relativa delle singole "conversazioni" tra le cellule immunitarie.
La creazione di questa mappa della rete del sistema immunitario ha richiesto un grande lavoro di sviluppo e di impegno. Ogni cellula immunitaria può avere centinaia di proteine di superficie e recettori diversi, e le interazioni tra queste proteine sono spesso così volatili che i ricercatori hanno dovuto sviluppare metodi speciali per caratterizzare le connessioni.
Berend Snijder, professore presso l'Istituto di biologia dei sistemi molecolari dell'ETH di Zurigo e coautore dello studio, afferma: "Questa ricerca ha prodotto un nuovo incredibile strumento. Grazie ad essa, ora possiamo scoprire quali proteine e vie di segnalazione potrebbero servire da bersaglio per nuovi farmaci. Inoltre, può far luce sul fatto che un farmaco influisca su altre vie di segnalazione che possono causare effetti collaterali". Tutte queste informazioni potrebbero contribuire a garantire che i candidati farmaci potenzialmente adatti vengano studiati in studi clinici.
Questo testo si basa su un comunicato stampa dell'Istituto per la ricerca sul sistema immunitario. pagina esternaIstituto Wellcome Sanger.
Letteratura di riferimento
Shilts J, Yannick S, et al. A physical wiring diagram for the human immune system, Nature (2022), doi: pagina esterna10.1038/s41586-022-00000-0