Un nuovo studio aiuta a sviluppare trattamenti mirati all'infiammazione senza influire sulla funzione intestinale

Un tipo di cellula immunitaria che contribuisce alla malattia infiammatoria intestinale esiste in due forme, 'buono e cattivo'. Un nuovo studio condotto da Crick in Immunità ha caratterizzato queste distinte popolazioni, che potrebbe aiutare gli scienziati a sviluppare trattamenti mirati all'infiammazione preservando la funzione intestinale sana.

Queste due popolazioni sono simili alle formiche operaie e soldato, ruoli diversi a seconda del contesto.

La popolazione di cellule immunitarie delle "formiche operaie" si trova naturalmente nell'intestino e aiuta a mantenere sano il rivestimento dell'intestino. L'altra popolazione è attivata in risposta all'infezione da un agente patogeno. Simile alle formiche soldato, queste cellule immunitarie sono chiamate per aiutare a combattere le infezioni, viaggiando dai linfonodi - dove vengono prodotti - all'intestino e ad altre parti del corpo per attaccare gli agenti patogeni invasori. Sebbene siano necessari per combattere le infezioni, queste cellule possono causare un'eccessiva infiammazione.

Studiando le differenze tra queste due popolazioni cellulari nei topi, un team di ricerca multidisciplinare ha rivelato potenziali modi per colpire le cellule associate a malattie immuno-infiammatorie, risparmiando quelli che aiutano a mantenere l'intestino sano.

"I nostri risultati possono aiutare a garantire che le future terapie per le malattie infiammatorie che colpiscono queste cellule non danneggino inavvertitamente la popolazione intestinale residente, importante per la salute dell'intestino, "dice Gitta Stockinger, Leader del gruppo Crick e autore senior del documento.

I risultati potrebbero anche spiegare perché i tentativi di colpire le molecole rilasciate da queste cellule hanno avuto successo in condizioni infiammatorie che colpiscono la pelle (come la psoriasi) e il sistema nervoso (come la sclerosi multipla), ma hanno fallito in condizioni specifiche dell'intestino come il morbo di Crohn.

Le cellule T helper 17 (Th17) hanno un ruolo noto nei disturbi infiammatori, ma aiutano anche a mantenere sano il rivestimento intestinale. Precedenti studi che tentano di distinguere tra queste due funzioni hanno studiato le cellule Th17 in isolamento in piatti di coltura, non riuscendo a imitare la complessa biologia del sistema immunitario e del microbioma all'interno del corpo.

In questo studio, i ricercatori del Crick e del King's College di Londra hanno studiato le cellule Th17 nei topi attivati ​​da microbi innocui normalmente presenti nell'intestino (flora intestinale), o un patogeno intestinale equivalente a un tipo di E.coli nell'uomo. Hanno usato topi geneticamente modificati in cui le cellule Th17 attivate sono marcate in modo fluorescente, contrassegnandoli per ulteriori analisi.

Le cellule Th17 attivate dalla flora intestinale hanno mantenuto la loro funzione di barriera protettiva e non hanno causato infiammazioni. Al contrario, le cellule Th17 attivate dai patogeni hanno rilasciato vigorosamente segnali pro-infiammatori e hanno causato un'infiammazione diffusa.

Per dimostrare che le due popolazioni sono distinte nell'intestino, il team ha infettato i topi Th17 attivati ​​dalla flora intestinale con l'agente patogeno e ha utilizzato un farmaco per impedire alle nuove cellule Th17 di spostarsi nell'intestino. Le cellule Th17 analizzate erano non infiammatorie, confermando che i Th17 residenti sono distinti dalle cellule Th17 attivate dai patogeni e hanno un ruolo diverso nel corpo. Però, bloccare l'invasione delle cellule combattenti Th17 nell'intestino ha impedito ai topi di combattere con successo l'infezione.

"Le cellule Th17 hanno chiaramente molti ruoli nel corpo e ne abbiamo bisogno per combattere le infezioni e mantenere sano il nostro intestino, " dice Gitta. "Qualsiasi trattamento per la malattia infiammatoria avrebbe bisogno di smorzare l'attacco anomalo delle cellule Th17 sui tessuti sani, senza causare complicazioni digestive o l'incapacità di combattere i germi."

Analisi computerizzata del gruppo di Saeed Shoaie al King's College di Londra, combinato con l'analisi di biologia cellulare del gruppo di Max Gutierrez al Crick, ha rivelato che anche le due popolazioni cellulari metabolizzano i nutrienti in modo diverso. Le cellule Th17 attivate dalla flora avevano un'attività metabolica minima, simile a quello delle cellule immunitarie che rimangono dormienti fino a quando non devono rispondere. In contrasto, le cellule Th17 attivate dai patogeni erano molto attive metabolicamente, mostrando un profilo metabolico tipico delle cellule che causano l'infiammazione.

Le differenze che abbiamo rilevato nel metabolismo di queste due popolazioni cellulari ci danno una nuova opportunità per mirare selettivamente alle cellule patogene, lasciando intatti quelli che risiedono nell'intestino. Questo potrebbe costituire la base di trattamenti più efficaci per il morbo di Crohn e altre condizioni, dove prendere di mira le cellule Th17 nell'intestino può effettivamente peggiorare i sintomi".

Sara Omenetti, Crick postdoc e primo autore dell'articolo

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