Le apparecchiature per l’imaging cellulare sono ideali per studiare le biomolecole e in particolare le proteine. Ed è anche grazie a strumenti del genere che un’equipe tutta italiana, formata da ricercatori del dipartimento di Biotecnologie e Bioscienze e del Dipartimento di Fisica dell’Università di Milano-Bicocca, con un finanziamento della AIRC e della Comunità Europea tramite il progetto ENCITE, ha scoperto come una certa molecola, denominata CD14, regola la vita delle cellule-sentinella del nostro organismo, aumentando la sopravvivenza di certe cellule in grado di attivare più efficacemente le risposte anti-tumorali del sistema immunitario.
Il nostro organismo infatti si difende dalle infezioni batteriche attraverso le cellule del sistema immunitario. Tutte le risposte contro i patogeni sono indotte e regolate da cellule conosciute col nome di cellule dendritiche. Poiché questi leucociti controllano tutti i principali processi di attivazione del sistema immunitario, la regolazione del loro ciclo vitale è di fondamentale importanza. Una morte precoce delle cellule dendritiche provoca, infatti, risposte insufficienti mentre una loro attivazione troppo prolungata porta a gravi scompensi nell’attività del sistema immunitario stesso. Sinora si ignorava il ruolo che un’importante molecola studiata da oltre vent’anni, la proteina CD14, avesse in questo delicato meccanismo.
Lo studio del gruppo di Milano, di prossima pubblicazione sulla rivista Nature, ha definito una nuova funzione per la molecola CD14, scoprendo come essa regoli il ciclo vitale delle cellule dendritiche. Della molecola CD14, prodotta naturalmente da ogni organismo, non si era infatti mai capita sino ad oggi la reale funzione. In sostanza, questa molecola, regolando la sopravvivenza delle cellule dendritiche che attivano la risposta contro le infezioni, determina quanto lunga e quindi quanto efficace sarà la risposta immunitaria naturale dell’organismo.
Dalla ricerca sono attesi benefici anche nella produzione di vaccini antitumorali.
Abbiamo chiesto a Francesca Granucci, che ha guidato il team, di illustrarci i risultati del lavoro.
Cosa sono le cellule dendritiche e perché sono così importanti per il nostro sistema immunitario?
Le cellule dendritiche sono cellule dell’immunità innata distribuite negli organi linfoidi e non. In condizioni di omeostasi pattugliano i tessuti e continuano a sondare l’ambiente per captare la presenza di eventuali microrganismi infettivi. In caso di infezione si attivano e regolano tutta la risposta a cascata del sistema immunitario dirigendo sia la risposta immunitaria innata che adattativa.
Qual è la nuova funzione della proteina CD14 che avete scoperto?
La molecola CD14, insieme ad altri recettori, contribuisce al riconoscimento dei patogeni da parte delle cellule dendritiche. Noi abbiamo scoperto che tale molecola regola la sopravvivenza delle cellule dendritiche dopo l’incontro con i patogeni, determinando in questo modo l’efficacia delle risposte immunitarie. Poiché le cellule dendritiche attivano e regolano tutta la risposta immunitaria, una morte eccessivamente precoce di queste cellule in seguito all’incontro con agenti patogeni porta a risposte del tutto inefficienti mentre una sopravvivenza eccessivamente prolungata porta a risposte aberranti. La molecola CD14 ha quindi il delicato compito di regolare la lunghezza di vita delle cellule dendritiche in seguito al riconoscimento dei microrganismi e quindi di determinare l’efficacia delle risposte immunitarie.
Come mai, pur essendo la CD14 molto studiata, non erano ancora emerse queste sue proprietà?
È semplicemente perché non era mai stata studiata la funzione nelle cellule dendritiche.
Quale ruolo ha avuto la strumentazione avanzata che avete utilizzato?
La strumentazione avanzata che abbiamo utilizzato ci ha permesso di fare delle misurazioni accurate sulla mobilizzazione del calcio all’interno delle cellule. La mobilizzazione del calcio è infatti uno degli eventi che avvengono dopo attivazione del CD14 ed è proprio questo che regola il ciclo vitale delle cellule dendritiche.
Quali prospettive si aprono ora, sia come terapie sia per la produzione di vaccini?
La molecola CD14 è implicata in molte malattie, dalla sepsi all’asma allergica allo scompenso cardiaco. Aver scoperto una nuova funzione della molecola consentirà di trovare delle molecole, potenziali farmaci, in grado di interferire con la sua attività e quindi ridurre la gravità o addirittura curare la malattia.
Inoltre, ogni vaccino contiene una componente adiuvante, sostanza che ha il ruolo di aiutare lo sviluppo di una risposta immune precoce, intensa e di lunga durata.
La scoperta che la morte delle cellule dendritiche è indotta attraverso la proteina CD14 permetterà in futuro di individuare sostanze in grado di interferire con questa funzione della molecola CD14 stessa. L’inibizione di tale funzione porterà ad un’aumentata sopravvivenza delle cellule dendritiche le quali saranno così in grado di sostenere più a lungo e con maggiore efficacia le risposte del sistema immunitario. L’aggiunta di tali sostanze a vaccini già esistenti o la creazione di nuovi vaccini che sfruttino la presenza di queste sostanze permetterà di avere un forte miglioramento dell’efficacia del vaccino stesso.