La malaria provoca danni permanenti ai fagociti della milza
I macrofagi del midollo osseo non sono in grado di sostituire completamente i macrofagi residenti della milza dopo la malaria
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Secondo uno studio condotto dall’Università di Bonn e dal Peter Doherty Institute for Infection and Immunity dell’Università di Melbourne, i macrofagi che si formano nel midollo osseo possono assumere la funzione di fagociti embrionali, o “cellule spazzine”, solo in misura limitata. I ricercatori hanno dimostrato che l’infezione da malaria provoca danni permanenti ai macrofagi CD163 residenti nella milza, responsabili della depurazione del sangue, del riciclaggio del ferro e della comunicazione con altre cellule coinvolte nella risposta immunitaria dell’organismo. Le loro scoperte potrebbero offrire un potenziale non solo per vaccini antimalaria più efficaci, ma anche per lo sviluppo di farmaci e trattamenti per combattere altre malattie infettive.
L’articolo sarà pubblicato sulla rivista «Immunity», ma è già disponibile online.
I macrofagi sono una componente importante del nostro sistema immunitario. Come parte delle nostre difese non specifiche, questi “grandi mangioni” fungono da “squadra di pulizia” del nostro corpo, individuando gli agenti patogeni, rimuovendo le cellule morte e digerendo le sostanze estranee per renderle innocue. «I macrofagi si dividono essenzialmente in due tipi diversi: quelli residenti, che si sviluppano nell’embrione, e quelli reclutati, che possono formarsi ex novo in qualsiasi momento», spiega la professoressa Elvira Mass, responsabile del gruppo di lavoro “Biologia dello sviluppo del sistema immunitario” presso l’Istituto di Scienze della Vita e Mediche (LIMES) dell’Università di Bonn.
I macrofagi residenti si rigenerano attraverso la divisione cellulare. Se molti di essi vengono distrutti a seguito di un’infezione grave o di una lesione, non riescono a dividersi abbastanza rapidamente da tenere il passo. In tal caso, il loro ruolo viene assunto dai globuli bianchi, che vengono prodotti nel midollo osseo e che poi si sviluppano in macrofagi. «In passato si pensava che questa sostituzione avvenisse praticamente in rapporto 1:1, ma la nostra ultima ricerca dimostra che non è così», spiega la Mass.
L’infezione da malaria provoca danni duraturi alla popolazione dei macrofagi
In uno studio condotto in collaborazione con il gruppo di lavoro della dott.ssa Lynette Beattie presso il Peter Doherty Institute for Infection and Immunity di Melbourne, il gruppo di Mass ha studiato l’impatto a lungo termine dell’infezione da malaria sui macrofagi residenti nella milza. «La milza ospita una vasta popolazione di macrofagi che fagocitano i globuli rossi morti, riciclando il ferro nel processo. Essi possiedono un recettore chiamato CD163, da cui il nome ‘macrofagi CD163’», afferma Mass, che è anche portavoce dell’Area di ricerca transdisciplinare ‘Vita e salute’ dell’Università di Bonn e membro del suo Cluster di eccellenza ‘ImmunoSensation3’.
Conducendo esperimenti su topi geneticamente modificati, i ricercatori sono riusciti a dimostrare che la presenza dei parassiti della malaria, che vivono all’interno dei globuli rossi causandone la lisi, comporta una perdita duratura dei macrofagi CD163 durante la “fase ematica” dell’infezione, ovvero la fase in cui si verificano i caratteristici attacchi di febbre. Anche mesi dopo la remissione dell’infezione, la popolazione di CD163 non si era ancora ripristinata. «Il loro posto viene occupato da nuove cellule provenienti dal midollo osseo, sebbene queste cellule non raggiungano lo stesso grado di specializzazione di quelle originarie», spiega Mass. Questo rappresenta un problema perché i macrofagi CD163, oltre al loro ruolo di eliminazione dei residui, controllano anche alcune parti della risposta immunitaria. Nello specifico, utilizzano una molecola di segnalazione per comunicare con i macrofagi della zona marginale (un’importante componente strutturale della milza). «Questa struttura contribuisce a garantire che le cellule immunitarie presenti nella milza possano ricevere i segnali necessari per combattere batteri e virus, e abbiamo scoperto che questa struttura e la rete di comunicazione ad essa associata vengono danneggiate in modo persistente dalla malaria», ha affermato il dottor Beattie, co-responsabile dello studio.
Una serie di esperimenti di approfondimento ha confermato che l’eliminazione della molecola di segnalazione è sufficiente a ridurre la popolazione di macrofagi nella zona marginale. Se i macrofagi CD163 vengono eliminati, l’infezione da malaria risulterà più grave, con il rilascio di un maggior numero di parassiti causanti la malaria nel flusso sanguigno e un prolungamento della durata dell’anemia. Inoltre, poiché questo danno non è solo temporaneo, anche la prognosi in caso di infezioni ricorrenti risulta significativamente peggiore.
I risultati possono essere applicati agli esseri umani
Dato che i macrofagi CD163 sono presenti anche nella nostra milza, i ricercatori ritengono che la malaria provochi un cambiamento permanente anche nell’architettura dei macrofagi umani. «I nostri risultati indicano che un singolo episodio di malaria può lasciare un’impronta duratura sulla memoria immunologica, sul filtraggio delle particelle e sul metabolismo del ferro nella milza», rivela Mass. «Ciò potrebbe essere rilevante per l’efficacia dei vaccini, specialmente in quelle parti del mondo in cui le infezioni da malaria si verificano ripetutamente».
Lo studio contribuisce inoltre in modo significativo a migliorare la nostra comprensione di come si formano, funzionano e interagiscono i macrofagi residenti e quelli reclutati. In uno scenario ideale, ciò potrebbe accelerare lo sviluppo di farmaci e trattamenti non solo per la malaria, ma anche per altre malattie.
Istituzioni coinvolte e finanziamenti ottenuti
Oltre all’Università di Bonn e al Doherty Institute di Melbourne, lo studio ha coinvolto anche l’Università del New South Wales (Sydney, Australia), l’Istituto Gulbenkian di Medicina Molecolare (Lisbona, Portogallo), il Campus oncologico Gustave Roussy (Villejuif, Francia), l’Istituto di Immunologia di Shanghai (Shanghai, Cina), la Rete di Immunologia di Singapore e l’Istituto di Immunologia Traslazionale (entrambi a Singapore). Il progetto è stato finanziato dalla Fondazione Boehringer Ingelheim, dal Cluster di Eccellenza ImmunoSensation3 dell’Università di Bonn, dal Gruppo di Formazione alla Ricerca IRTG 2168 e da un Fondo Globale della TRA Life and Health.
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