3 Dicembre, 2014
Lo studio pubblicato sulla rivista Immunity descrive un meccanismo di regolazione della risposta immunitaria mucosale dell’intestino, importante per lo sviluppo del mutualismo fisiologico tra il nostro organismo e la moltitudine di batteri che costituiscono la flora intestinale. Lo studio è stato condotto da un team di scienziati guidati da Fabio Grassi dell’Istituto di Ricerca in Biomedicina (IRB), che è affiliato all’Università della Svizzera italiana (USI), in collaborazione con l’Istituto Novartis per la ricerca medica, l’Università di Berna, la Fondazione Filarete di Milano, l’Università di Camerino, il Politecnico federale di Zurigo e l’Università degli Studi di Milano. La ricerca è stata sostenuta dal Fondo Nazionale Svizzero, da Nano-Tera.ch, dalla Fondazione Ticinese per la Ricerca sul Cancro, dalla Fondazione per la Ricerca sulla Trasfusione e sui Trapianti, dalla Fondazione Cariplo e da Converge Biotech.
Il background
Il nostro intestino è colonizzato da migliaia di miliardi di batteri, definiti nel loro insieme microbioma, che condizionano la maggiore parte delle funzioni del nostro organismo così come l’evoluzione delle malattie e l’invecchiamento. La fisiologia dell’ospite e la dieta influenzano la composizione della comunità microbica intestinale. Inoltre, i batteri intestinali promuovono lo sviluppo del sistema immunitario associato all’intestino (GALT), che è responsabile della produzione delle immunoglobuline A (IgA), gli anticorpi più abbondanti nell’uomo. Le IgA sono secrete nel lume intestinale e garantiscono il controllo della colonizzazione mucosale impedendo che il microbioma invada l’organismo.
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Scanning electron microscopy showing villi of mouse small intestine (terminal ileum) colonized by filamentous bacteria (courtesy of Maura Francolini, Fondazione Filarete, Milan). |
Scanning electron microscopy showing a single villus of mouse small intestine (terminal ileum) colonized by filamentous bacteria (courtesy of Maura Francolini, Fondazione Filarete, Milan). |
La scoperta
I risultati di questo studio sono stati pubblicati nell’ultimo numero di Immunity e descrivono un meccanismo che regola l’entità della risposta anticorpale al microbioma garantendo il commensalismo batterico. La scoperta principale dello studio è l’identificazione del ruolo svolto da un recettore per l’adenosina trifosfato (ATP), P2X7, nelle cellule “T helper” follicolari (Tfh) nelle placche di Peyer dell’intestino tenue. Queste cellule sono fondamentali nel controllare l’eccessiva espansione del microbioma mediante la stimolazione della produzione di IgA antimicrobiche ad alta affinità. La stimolazione del recettore P2X7 da parte dell’ATP, la “corrente energetica” delle cellule che viene anche rilasciata nello spazio extracellulare, provoca la morte delle cellule Tfh, limitando la secrezione di IgA e permettendo la colonizzazione controllata della mucosa. La mancanza di questo meccanismo di controllo mediato da P2X7 risulta in un’eccessiva risposta IgA e nell’impoverimento della flora mucosale. Un’importante conseguenza della riduzione della carica batterica mucosale in assenza di P2X7 è la compromissione della stimolazione basale del sistema immunitario dell’organismo. Infatti, gli autori dimostrano che la colonizzazione batterica fisiologica della mucosa intestinale, in presenza quindi del controllo delle cellule Tfh effettuato da P2X7, determina l’assorbimento di componenti batterici nel sangue, che stimolano tonicamente il nostro sistema immunitario. Questa stimolazione tonica garantisce la protezione dell’organismo in caso di diffusione ematica dei batteri. Di conseguenza, animali con deficit funzionale di P2X7 non sopravvivono a batteriemie altrimenti innocue. “Lo studio suggerisce anche una possibile strategia per disegnare vaccini che permettano una risposta mucosale più efficiente contro particolari microrganismi patogeni”, commenta Fabio Grassi, senior autore dello studio.
L’Istituto di Ricerca in Biomedicina di Bellinzona
L’Istituto di Ricerca in Biomedicina (IRB), fondato nel 2000 a Bellinzona, è stato affiliato all’Università della Svizzera italiana (USI) nel 2010. Finanziato da istituzioni private e pubbliche e da finanziamenti a concorso, attualmente l’IRB conta nove gruppi di ricerca e 95 ricercatori. La ricerca è focalizzata sulle difese dell’organismo umano contro le infezioni, i tumori e le malattie degenerative. Con oltre 400 pubblicazioni nelle principali riviste scientifiche, l’IRB gode ormai di fama internazionale quale centro di eccellenza per l’immunologia e la biologia cellulare. www.irb.usi.ch
Articolo:
ATP-Gated Ionotropic P2X7 Receptor Controls Follicular T Helper Cell Numbers in Peyer’s Patches to Promote Host-Microbiota Mutualism.
Proietti M. et al. , Immunity, Volume 41, Issue 5, p789–801, 20 November 2014
