Ricerche

Un team internazionale guidato dagli scienziati dell'UCL ha identificato un nuovo meccanismo che rallenta, e può persino prevenire, l'invecchiamento naturale delle cellule immunitarie, uno dei nove 'segni distintivi dell'invecchiamento'.

Trasferimento di telomeri nella sinapsi immunitaria. In rosso, la cellula CD3 (TCR) + T nella sinapsi con APC (cellula negativa CD3). I telomeri sono in verde. Nota i grandi gruppi di telomeri che si accumulano nella sinapsi, con i telomeri della cellula donante (APC) che polarizzano i telomeri verso la cellula T ricevente. Il blu indica i nuclei di neuroni. (Fonte: Lanna Lab)

Nel loro studio, pubblicato su Nature Cell Biology, i ricercatori affermano che la scoperta fatta in vitro (cellule) e convalidata nei topi è stata "inaspettata" e credono che sfruttare il meccanismo potrebbe prolungare la vita del sistema immunitario, consentendo alle persone di vivere più sane e più a lungo, e avrebbe anche utilità clinica per malattie come cancro e demenza.

Spiegando lo studio, il primo autore dott. Alessio Lanna, professore onorario della Divisione di Medicina dell'UCL, ha dichiarato:

“Le cellule immunitarie sono costantemente in massima allerta, sempre pronte a combattere i patogeni. Per essere efficaci devono anche persistere per decenni nel corpo, ma le strategie che impiegano per eseguire questa protezione per tutta la vita sono in gran parte sconosciute.

“In questa ricerca, abbiamo cercato di scoprire quali meccanismi conferiscono la longevità alle cellule del sistema immunitario, note come cellule T, all'inizio della risposta immunitaria contro un antigene, una sostanza estranea riconosciuta dai meccanismi di sorveglianza immunitaria che difendono il corpo".

Perché invecchia il sistema immunitario

Ognuno dei cromosomi, presente in tutte le cellule, contiene un cappuccio protettivo chiamato telomero, una sequenza di DNA specifica che si ripete migliaia di volte. La sequenza ha due scopi: primo, protegge le regioni codificanti dei cromosomi e impedisce loro di essere danneggiate e, secondo, è come un orologio che controlla il numero di repliche (divisioni) che una cella può avere.

Nelle cellule T (un tipo di globuli bianchi o cellule immunitarie), insieme alla maggior parte delle cellule, i telomeri diventano più corti (logoramento dei telomeri) a ogni successiva divisione cellulare. Una volta che i telomeri raggiungono una lunghezza critica, la cellula cessa di dividersi ed entra in senescenza, il processo per cui è smaltita dal sistema immunitario o dove persiste in uno stato alterato e disfunzionale.

Con il sistema immunitario che non funziona più in modo efficace, iniziano infezioni croniche, malattie cancerose e morte. Il logoramento dei telomeri è stato descritto come uno dei "segni caratteristici dell'invecchiamento" (rif.2).

Risultati dello studio

Nello studio, in vitro, i ricercatori hanno fatto partire una risposta immunitaria dei linfociti T contro un microbo (infezione straniera), e hanno osservato, inaspettatamente, una reazione di trasferimento di telomeri tra due tipi di globuli bianchi, nelle 'vescicole extracellulari' (piccole particelle che facilitano la comunicazione intercellulare).

Un 'antigene presentante la cellula' (APC), costituito da cellule B o da cellule dendritiche o da macrofagi, ha 'donato' i telomeri al linfocita T, la cellula che li riceveva. Dopo il trasferimento dei telomeri, la cellula T ricevente ha avuto una vita più lunga e possedeva la memoria e gli attributi delle cellule staminali, consentendo alla cellula T di proteggere l'ospite da un'infezione letale a lungo termine.

La reazione di trasferimento dei telomeri ha esteso alcuni telomeri circa 30 volte di più dell'estensione esercitata dalla telomerasi. La telomerasi è il singolo enzima che sintetizza il DNA dedicato al mantenimento dei telomeri nelle cellule staminali, in quelle del sistema immunitario ed è presente nel tessuto fetale, nelle cellule riproduttive e nello sperma. Tuttavia, non ha questa funzione in altre cellule, portando al logoramento dei telomeri.

Anche nelle cellule immunitarie in cui l'enzima è naturalmente attivo, le reazioni immunitarie continue causano la disattivazione progressiva della telomerasi che porta all'accorciamento dei telomeri, quando le cellule smettono di dividersi e avviene la senescenza replicativa. Il prof. Lanna ha aggiunto:

“La reazione di trasferimento dei telomeri tra le cellule immunitarie si aggiunge alla scoperta da premio Nobel della telomerasi e mostra che le cellule sono in grado di scambiare i telomeri come modo per regolare la lunghezza del cromosoma prima che parta l'azione della telomerasi. È possibile che l'invecchiamento possa essere rallentato o curato semplicemente trasferendo i telomeri".

Usare il nuovo meccanismo

Mentre scopriva il nuovo meccanismo 'antinvecchiamento', lo stesso team di ricerca ha stabilito che le vescicole extracellulari dei telomeri possono essere purificate dal sangue e, se aggiunte alle cellule T, mostrano attività antinvecchiamento nei sistemi immunitari sia degli esseri umani che dei topi.

I ricercatori hanno scoperto (nelle cellule umane e nei topi) che le preparazioni delle vescicole extracellulari purificate possono essere somministrate da sole o in combinazione con un vaccino e questo estende le protezioni immunitarie durature che, in linea di principio, possono evitare la necessità di nuova vaccinazione.

In alternativa, la reazione di trasferimento del 'donatore di telomeri' può essere potenziata direttamente nelle cellule. Anche se sono necessarie molte più ricerche, gli scienziati affermano che ciò delinea le possibilità di nuove forme di terapie profilattiche (preventive) della senescenza immunitaria e dell'invecchiamento.

Il prof. Lanna ha concluso:

“La biologia dei telomeri è studiata da oltre 40 anni. Per decenni, un singolo enzima (telomerasi) è rimasto l'unico meccanismo considerato responsabile dell'allungamento e del mantenimento dei telomeri nelle cellule. I nostri risultati illuminano il modo in cui un meccanismo diverso, che non richiede la telomerasi, estende i telomeri e agisce quando la telomerasi è ancora inattiva nella cellula".