Come le cellule immunitarie consegnano il loro carico mortale
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La precisione è fondamentale per le cellule immunitarie: le cellule natural killer e le cellule T eliminano le cellule infette o maligne rilasciando particelle altamente tossiche in modo mirato. Un nuovo studio condotto da CeMM, St. Anna Children's Cancer Research, MedUni Vienna, MedUni Graz, University Hospital Bonn (UKB) e Università di Bonn fornisce ora una visione più approfondita delle modalità di rilascio dei cosiddetti granuli citotossici.
Immagini delle sinapsi immunitarie formate dalle cellule NK-92. Rosso: granuli citotossici/litici; verde: sfingolipidi, GM1 o GB3; ciano: colorazione dell'actina.
Copyright: Kalinichenko
Sulla rivista Science Immunology, il team descrive un legame inaspettato tra il metabolismo dei grassi e la capacità del sistema immunitario di distribuire il suo "carico mortale" con precisione millimetrica, fornendo nuove informazioni sulle malattie causate da difetti genetici.
Il nostro sistema immunitario si affida a cellule specializzate, come le cellule natural killer (NK) e le cellule T, per individuare e distruggere invasori pericolosi come virus o cellule tumorali. Per farlo, rilasciano "pacchetti" microscopici pieni di molecole altamente tossiche - note come granuli citotossici - che uccidono le cellule infette o maligne. Sebbene alcune molecole chiave siano già state identificate grazie allo studio delle malattie immunitarie, altre molecole che potrebbero essere importanti per questo meccanismo di rilascio sono ancora sconosciute.
Nel loro ultimo lavoro, pubblicato su Science Immunology, un team di ricerca internazionale guidato da Kaan Boztug, professore alla MedUni di Vienna, responsabile del gruppo di ricerca al St. Anna Children's Cancer Research, Principal Investigator aggiunto presso il CeMM Research Center for Molecular Medicine e Direttore del Dipartimento di Immunologia e Reumatologia Pediatrica dell'UKB e membro del Cluster of Excellence ImmunoSensation2 dell'Università di Bonn, insieme ad Artem Kalinichenko, Professore aggiunto presso l'Università di Medicina di Graz ed ex Postdoc Senior presso il St. Anna Children's Cancer Research e il CeMM Research Center for Molecular Medicine. Anna Children's Cancer Research e del CeMM, e Jakob Huemer, ex dottorando del CeMM (entrambi ex membri del gruppo di ricerca di Kaan Boztug), hanno fatto una scoperta che amplia radicalmente la nostra comprensione della difesa immunitaria.
Utilizzando metodi analitici basati sulle "forbici geniche" CRISPR, i ricercatori hanno scoperto che un gruppo inaspettato di geni svolge un ruolo centrale nel rilascio di granuli citotossici nelle cellule NK e T umane. Sorprendentemente, molti di questi geni sono legati al metabolismo lipidico cellulare. Il team è riuscito a dimostrare che alcuni lipidi contribuiscono a garantire che le proteine importanti per il rilascio controllato dei granuli raggiungano la loro destinazione corretta all'interno delle cellule immunitarie, assicurando così l'eliminazione precisa delle cellule infette o maligne.
Questa scoperta non solo contribuisce a una migliore comprensione del funzionamento delle cellule immunitarie, ma fornisce anche nuove conoscenze sulle malattie causate da difetti genetici, come i rari disturbi neurologici o le immunodeficienze congenite.
"Studiando sistematicamente le vie di segnalazione genetica e combinando la genomica funzionale con studi di follow-up meccanicistico, abbiamo scoperto un nuovo gruppo di geni che controllano il funzionamento delle cellule T e NK e uccidono sia le cellule infettate da virus sia le cellule tumorali", spiega il co-first author Artem Kalinichenko. "Queste scoperte possono aiutare a diagnosticare meglio le malattie genetiche - e aprire la strada a nuove terapie nel lungo termine".
"È affascinante vedere che molecole originariamente note in neurobiologia e associate al metabolismo e alla modificazione dei lipidi sono anche cruciali per uno specifico meccanismo di difesa immunitaria", aggiunge Jakob Huemer, anch'egli primo autore dello studio. "I nostri risultati sollevano nuove domande su come le comuni vie di segnalazione cellulare influenzino sistemi biologici molto diversi".
"Questo lavoro dimostra il potenziale della ricerca collaborativa e guidata dalla curiosità", riassume l'autore principale Kaan Boztug. "Siamo riusciti a scoprire una connessione del tutto inaspettata tra la biologia dei lipidi e la funzione delle cellule immunitarie, collegando processi biologici apparentemente indipendenti. Questi risultati ci aiuteranno a migliorare la diagnosi dei pazienti con immunodeficienze rare e sono rilevanti anche per lo sviluppo futuro di approcci all'immunoterapia del cancro".
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
Artem Kalinichenko, Jakob Huemer, Theresa Humer, Matthias Haimel, Michael Svaton, Nicolas Socquet-Juglard, Giovanna Perinetti Casoni, Celine Prakash, Maximilian von der Linde, Julia Pazmandi, et al.; "Protein palmitoylation and sphingolipid metabolism control regulated exocytosis in cytotoxic lymphocytes"; Science Immunology, Volume 10
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