Cellule immunitarie del sangue potrebbero sostituire le cellule cerebrali deteriorate

23 October 2012

Cellule immunitarie in circolazione nel sangue possono prendersi in carico la sorveglianza immunitaria essenziale del cervello; ciò è dimostrato dagli scienziati del Centro tedesco per le Malattie Neurodegenerative (DZNE) e dall'Istituto Hertie per la ricerca clinica sul cervello di Tübingen.

Il loro studio, ora pubblicato su PNAS, potrebbe indicare nuovi modi di affrontare le malattie del sistema nervoso.

Il sistema immunitario è composto da diversi tipi di cellule, ciascuna in grado di eseguire funzioni specializzate per proteggere il corpo da agenti patogeni invasori e promuovere la riparazione dei tessuti dopo l'infortunio. Un tipo di cellule, note come monociti (in blu nella foto in alto al microscopio, da Wikipedia), circola in tutto l'organismo nel sangue ed entra attivamente nei tessuti per fagocitare (mangiare) cellule estranee e aiutare nella guarigione dei tessuti.

Anche se i monociti possono entrare liberamente nella maggior parte dei tessuti corporei, il cervello sano e normale è diverso poichè è separato dal sangue circolante da una fitta rete di cellule note come barriera ematoencefalica. Pertanto il cervello deve mantenere cellule immunitarie residenti altamente specializzate, note come microglia, per rimuovere gli invasori nocivi e rispondere al danno tissutale.

In alcune situazioni, come durante una malattia, i monociti possono entrare nel cervello e contribuire alla riparazione dei tessuti o alla progressione della malattia. Tuttavia, è incerto il potenziale dei monociti di sostituire attivamente le microglia vecchie o ferite. Per risolvere questo problema, Nicholas Varvel, Stefan Grathwohl e colleghi del Centro tedesco per le Malattie Neurodegenerative (DZNE) di Tübingen e dell'Istituto Hertie per la ricerca clinica sul cervello di Tübingen hanno utilizzato un modello di topo transgenico in cui quasi tutte le cellule cerebrali microglia (> 95%) possono essere rimosse in due settimane. Ciò è stato fatto introducendo un cosiddetto gene suicida nelle cellule microglia e somministrando un agente farmaceutico che porta alla morte acuta delle cellule.

Con sorpresa, dopo l'ablazione della microglia, si è visto che il cervello si è rapidamente ripopolato con monociti circolanti nel sangue. I monociti appaiono simili, ma non identici alla microglia residente. I monociti appena popolati, diffusi in modo uniforme in tutto il cervello, hanno risposto al grave danno neuronale e ad altri stimoli - tutte attività normalmente in carico alla microglia. Molto interessante era che i monociti erano ancora presenti nel cervello sei mesi - quasi un quarto della vita di un topo di laboratorio - dopo la colonizzazione iniziale.

Questi studi, ora pubblicati su PNAS, danno la prova che i monociti circolanti nel sangue sono in grado di sostituire la microglia residente del cervello e prendere in consegna la sorveglianza immunitaria essenziale del cervello. Inoltre, i risultati evidenziano un forte meccanismo omeostatico che mantiene una cellula immunitaria residente all'interno del cervello. L'osservazione che i monociti si prendono la residenza a lungo termine nel cervello solleva la possibilità che queste cellule possono essere utilizzate per fornire agenti terapeutici nel cervello malato o sostituire la microglia quando diventa disfunzionale.

I monociti possono essere sfruttati per combattere le conseguenze dell'Alzheimer e di altre malattie neurodegenerative? Gli scienziati e i loro colleghi dei gruppi di ricerca guidati da Mathias Jucker stanno seguendo esattamente questo percorso di ricerca.

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Fonte: Materiale di Helmholtz Association of German Research Centres.

Riferimento:NH Varvel, SA Grathwohl, F. Baumann, C. Liebig, A. Bosch, B. Brawek, DR Thal, IF Charo, FL Heppner, A. Aguzzi, O. Garaschuk, RM Ransohoff, M. Jucker. Microglial repopulation model reveals a robust homeostatic process for replacing CNS myeloid cells. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2012; DOI: 10.1073/pnas.1210150109.

Pubblicato in ScienceDaily il 22 Ottobre 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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