I globuli bianchi e il loro ruolo nel cervello

In uno studio pionieristico, un gruppo di ricercatori internazionali ha scoperto che il cervello ha cellule immunitarie interne specifiche che aiutano nel normale sviluppo cerebrale e svolgono un ruolo in alcune malattie neurologiche.

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Lo studio condotto dal professor Adrian Liston del Babraham Institute, Regno Unito e VIB-KU Lovanio, Belgio e altri colleghi è stato pubblicato sulla rivista Cellula .

Globuli bianchi – sentinelle del sistema immunitario

Le funzioni dettagliate dei globuli bianchi e dei loro tipi sono note in diverse parti del corpo. Il cervello è protetto da una barriera ematoencefalica o BBB, che impedisce alle infezioni e ad altre sostanze chimiche e composti estranei di entrare rapidamente nel cervello.

I globuli bianchi fanno parte del sistema immunitario del corpo. Le cellule aumentano e innescano l'infiammazione per combattere l'infezione, mentre il BBB impedisce alle cellule immunitarie di entrare nel cervello.

Il cervello ha le proprie cellule sentinella del sistema immunitario chiamate cellule microgliali. Se le cellule microgliali vengono danneggiate, aumentano, innescare l'infiammazione e riparare i tessuti danneggiati.

Da dove provengono queste cellule microgliali?

Gli studi hanno dimostrato che durante lo sviluppo embrionale, le cellule microgliali entrano e rimangono nel cervello. La loro popolazione rimane costante mentre si auto-rinnova durante la vita del cervello.

Globuli bianchi nel cervello:cosa si sa?

Diversi studi hanno rivelato che esiste un ruolo dei globuli bianchi in alcune malattie neurologiche come il morbo di Alzheimer, Morbo di Parkinson, sclerosi multipla e accidente cerebrovascolare o ictus.

I ricercatori hanno spiegato che non ci sono prove scientifiche che dimostrino la presenza di questi globuli bianchi nel cervello sano. Perciò, la presenza di queste cellule in un cervello sano è rimasta controversa.

Di cosa trattava questo studio?

Questo studio è stato uno sforzo collaborativo di un team di ricercatori guidati dal Prof. Adrian Liston. Il gruppo ha cercato di chiarire la presenza e il ruolo dei globuli bianchi nello sviluppo del cervello di topi e umani.

Un equivoco sui globuli bianchi deriva dal loro nome”. Queste cellule non sono limitate al flusso sanguigno, Egli ha detto. Ha aggiunto, “Queste 'cellule immunitarie' non sono solo presenti nel sangue. Circolano costantemente intorno al nostro corpo ed entrano in tutti i nostri organi, compreso - a quanto pare - il cervello. Stiamo appena iniziando a scoprire cosa fanno i globuli bianchi quando lasciano il sangue. Questa ricerca indica che agiscono come una via di mezzo, trasferire informazioni dal resto del corpo all'ambiente cerebrale”.

Dottor Oliver Burton, Istituto Babraham

Cosa è stato fatto?

Per questo studio, il team ha studiato i tessuti cerebrali di topi e umani nei loro laboratori, alla ricerca di un tipo specifico di globuli bianchi chiamati cellule T.

Queste cellule T si attivano quando i microbi infettivi sono presenti sulle superfici cellulari, e può innescare una risposta infiammatoria e immunitaria quando viene rilevato un agente infettivo.

Esistono due tipi principali di cellule T:le cellule T helper e le cellule T killer. In questo studio, i ricercatori hanno studiato come le cellule T sono entrate nel cervello e come hanno sviluppato caratteristiche esclusive che le hanno rese cellule T residenti nel cervello.

Secondo il dottor Carlos Roca, coautore dello studio del Babraham Institute, “La scienza sta diventando sempre più multidisciplinare. Qui, non abbiamo solo apportato competenze dall'immunologia, neuroscienze e microbiologia, ma anche dall'informatica e dalla matematica applicata. Nuovi approcci per l'analisi dei dati ci consentono di raggiungere un livello molto più profondo di comprensione della biologia dei globuli bianchi che abbiamo trovato nel cervello».

Cosa hanno trovato?

Questo studio ha quantificato la popolazione di cellule T nei tessuti cerebrali di topi e umani. Si è scoperto che si trattava di cellule T residenti nei tessuti cerebrali, distinte da quelle trovate in altre parti del corpo.

Il team ha dimostrato che le cellule microgliali, che avrebbero dovuto agire come cellule immunitarie nel cervello, non si sviluppava completamente se le cellule T erano assenti nel cervello di un topo. Le loro caratteristiche sono state arrestate tra la fase fetale e quella adulta, hanno notato i ricercatori. Perciò, è stato scoperto che queste cellule T residenti svolgono un ruolo nello sviluppo delle cellule microgliali nel cervello.

I topi che non avevano cellule T cerebrali hanno anche mostrato cambiamenti comportamentali, dimostrando che le cellule T svolgono un ruolo essenziale nello sviluppo del cervello.

Nei topi, l'ondata di ingresso delle cellule immunitarie alla nascita innesca un cambiamento nello sviluppo del cervello. Gli umani hanno una gestazione molto più lunga dei topi però, e non conosciamo i tempi dell'ingresso delle cellule immunitarie nel cervello. Si verifica prima della nascita? È ritardato fino a dopo la nascita? Un cambiamento nei tempi di ingresso ha contribuito all'evoluzione di una maggiore capacità cognitiva negli esseri umani?"

Professore Liston

Implicazioni dei risultati dello studio

Dott.ssa Emanuela Pasciuto, un coautore dello studio di VIB-KU Leuven, disse, “È stato davvero emozionante lavorare a questo progetto. Stiamo imparando così tanto su come il nostro sistema immunitario può alterare il nostro cervello, e come il nostro cervello modifica il nostro sistema immunitario. I due sono molto più interconnessi di quanto pensassimo in precedenza".

Liston aggiunge che sembra esserci anche un ruolo svolto dai microbi intestinali. Ha aggiunto, “Ora ci sono più collegamenti tra i batteri nel nostro intestino e diverse condizioni neurologiche, ma senza spiegazioni convincenti su ciò che li collega. Mostriamo che i globuli bianchi sono modificati dai batteri intestinali, e poi portano quelle informazioni con loro nel cervello. Questa potrebbe essere la via attraverso la quale il nostro microbioma intestinale influenza il cervello».

I ricercatori concludono che se il ruolo di queste cellule immunitarie è noto nel cervello sano, si potrebbe capire di più sul loro ruolo nelle malattie neurologiche e neurodegenerative progressive come l'Alzheimer, sclerosi multipla e morbo di Parkinson.

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