Cellule killer: come il sistema immunitario seleziona le sue truppe di difesa
I ricercatori indagano su un processo biologico fondamentale in soggetti vaccinati
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Quando le cellule killer del sistema immunitario incontrano i segni di un'infezione, alcune di esse si dividono rapidamente. Si trasformano in una grande forza di difesa che combatte l'agente patogeno. Tuttavia, questo non è assolutamente il caso di ogni singola cellula killer. Qual è il criterio che determina la loro moltiplicazione o meno? I ricercatori della Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), dell'Ospedale Universitario di Erlangen e dell'Helmholtz di Monaco hanno indagato su questa domanda. Hanno esaminato persone che avevano ricevuto una vaccinazione Covid. In queste persone si sono divise solo le cellule la cui "potenza" rispetto al tratto di virus vaccinato superava un certo valore soglia. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science Immunology.
Gli agenti patogeni possono avere un aspetto molto diverso. Tuttavia, il sistema immunitario è solitamente in grado di individuarli rapidamente. Questa capacità è dovuta in parte ai circa 100 milioni di tipi diversi di cellule T citotossiche (note anche come cellule killer) che sono presenti in tutto il corpo. Ognuno di essi è addestrato a riconoscere molecole estranee, come quelle di un potenziale invasore. Tuttavia, ognuno di questi tipi è alla ricerca di un diverso segnale di allarme: Alcune cellule killer, ad esempio, danno l'allarme quando incontrano una molecola del virus dell'influenza. Altre, invece, possono essere attivate da una specifica proteina tumorale.
I sensori sulla superficie delle cellule killer - i recettori delle cellule T - sono responsabili di questo. Rispondono a segnali di riconoscimento molecolare molto specifici, che possono avere un aspetto molto diverso a seconda del tipo di recettore. "Chiamiamo questi segnali di riconoscimento antigeni", spiega il Prof. Dr. Kilian Schober, dell'Istituto di Microbiologia - Microbiologia Clinica, Immunologia e Igiene (Direttore: Prof. Dr. Christian Bogdan) dell'Ospedale Universitario di Erlangen. "I recettori delle cellule T possono legarsi agli antigeni - ma solo se si adattano esattamente a loro, come la chiave di una serratura".
I "guerrieri cloni" del sistema immunitario
Quando ciò accade, la cellula killer può iniziare a dividersi rapidamente. Questo crea un intero esercito di cellule identiche - un clone. Tutte hanno lo stesso recettore delle cellule T della cellula madre e possono quindi riconoscere l'antigene corrispondente e combattere la cellula portatrice dell'antigene. Tuttavia, il legame con un frammento di molecola estranea non sempre porta a una proliferazione della rispettiva cellula immunitaria. "Volevamo capire perché questo accade", spiega Schober. "Per farlo, abbiamo esaminato la risposta immunitaria di soggetti che avevano ricevuto una vaccinazione con un vaccino a mRNA durante la pandemia Covid".
I vaccini a mRNA inducono le cellule del corpo a produrre uno specifico frammento proteico del coronavirus. Questo frammento viene riconosciuto dai recettori corrispondenti e può quindi attivare le rispettive cellule killer. In caso di infezione reale, l'organismo può quindi combattere rapidamente l'agente patogeno. Di norma, esistono diverse centinaia di recettori delle cellule T che possono agganciarsi alla proteina del virus. Tuttavia, alcuni di essi sono più precisi di altri e quindi si legano più fortemente. In termini tecnici, hanno una maggiore "avidità". "Siamo riusciti a dimostrare che le cellule killer sono stimolate a dividersi solo se la loro avidità supera un certo valore soglia", spiega Schober.
La diversità aumenta l'efficacia contro i mutanti
Delle diverse centinaia di linee cellulari, ne rimangono alcune decine che formano ciascuna un clone di cellule di difesa. "Tuttavia, non è detto che le cellule killer con l'avidità più alta si moltiplichino di più", sottolinea Katharina Kocher, dottoranda di Schober, che ha condotto gran parte degli esperimenti. "Devono avere un certo livello minimo di avidità per potersi dividere. Tuttavia, la misura in cui lo fanno e la dimensione del rispettivo clone di cellule di difesa sembra dipendere dal caso". Poco dopo la vaccinazione, il sistema immunitario delle cavie ha quindi formato circa venti-trenta cloni di cellule killer di dimensioni diverse. Ognuno di essi aveva un diverso recettore per le cellule T, eppure tutti erano in grado di legarsi in modo sufficientemente forte alla proteina del virus formatasi dopo la vaccinazione.
Questa diversità di truppe di difesa è un grande vantaggio, come i ricercatori hanno potuto dimostrare sperimentalmente: "Se il virus muta nel tempo, questo aumenta la probabilità che ci siano ancora cellule killer in grado di combatterlo", spiega Schober. "Un singolo clone, per quanto abbia un'elevata avidità, non potrebbe mai coprire tutti i possibili mutanti".
Analisi di questo tipo sono ancora rare, soprattutto nell'uomo. Ciò è dovuto anche all'enorme sforzo che i ricercatori hanno dovuto compiere: "Abbiamo esaminato diverse migliaia di cellule killer in ogni soggetto del test e analizzato la struttura dei loro recettori", spiega Schober. "Abbiamo poi ricreato oltre un centinaio di recettori individuali in un sistema di prova per misurarne l'avidità". Ma lo sforzo è valso la pena. "I risultati del nostro studio forniscono un'interessante visione delle strategie del sistema immunitario, che potrebbe essere utile anche per lo sviluppo di nuovi vaccini in futuro".
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Tedesco può essere trovato qui.
Pubblicazione originale
Katharina Kocher, Felix Drost, Abel Mekonnen Tesfaye, Carolin Moosmann, Christine Schülein, Myriam Grotz, Elvira D’Ippolito, Frederik Graw, Bernd Spriewald, Dirk H. Busch, Christian Bogdan, Matthias Tenbusch, Benjamin Schubert, Kilian Schober; "Vaccination-induced T cell responses maintain polyclonality with high antigen receptor avidity"; Science Immunology, Volume 10
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