Come il tuo sistema immunitario usa il caos per prevenire le malattie

Una nuova ricerca, apparsa sulla rivista Nature Communications , rivela un nuovo meccanismo che è in gioco nella funzione cellulare. Oscillazioni caotiche delle concentrazioni proteiche aiutano a mantenere il nostro sistema immunitario vigile e funzionale, prevenendo le malattie croniche, come il cancro e il diabete.
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Le cellule umane hanno bisogno di alcune proteine ​​per essere in uno stato caotico per combattere la malattia, secondo una nuova ricerca.

La ricerca moderna ha portato alla luce molti dei meccanismi difettosi che sono in gioco nel cancro , eppure la scienza ha ancora molto da scoprire.

A livello cellulare, alcuni di questi meccanismi ruotano intorno a ciò che gli esperti medici chiamano percorsi di segnalazione . Le vie di segnalazione cellulare regolano la crescita, la sopravvivenza e la proliferazione delle cellule.

Nel cancro, alcune proteine ​​di segnalazione sono iperattive, portando alla crescita e alla proliferazione delle cellule tumorali , mentre altre – che normalmente agiscono da soppressori del tumore – non funzionano correttamente.

Comprendere la dinamica che è in gioco all’interno delle cellule è, quindi, la chiave per prevenire e superare il cancro e molte altre malattie croniche.

Nuove ricerche potrebbero aver aperto nuovi orizzonti in questo senso, poiché tre scienziati hanno scoperto un nuovo meccanismo di regolazione cellulare: il caos.

Il ricercatore dottore Mathias Heltberg e il professore Mogens Høgh Jensen – entrambi dell’Istituto Niels Bohr dell’Università di Copenaghen in Danimarca, insieme a Sandeep Krishna del Centro nazionale per le scienze biologiche di Bangalore, in India, hanno cercato di studiare come una particolare proteina stimola il gene attività.

Gli scienziati hanno scoperto che la dinamica caotica è la risposta. La proteina studiata è Nuclear factor-κB (NF-kB).

NF-kB è la chiave per mantenere il sistema immunitario del corpo attento e funzionale. Quindi i risultati potrebbero aiutare a prevenire più del cancro: il diabete e il morbo di Alzheimer potrebbero anche essere obiettivi se i ricercatori capiscono meglio come funzionano le difese naturali del corpo.

Il caos è essenziale per la risposta immunitaria

NF-kB è un fattore di trascrizione che è critico per entrambe le “funzioni immunitarie innate e adattive” e inoltre media le risposte infiammatorie. Di conseguenza, i suoi livelli nel corpo fluttuano nel tempo, influenzando la funzione genica e cellulare.

Recenti studi hanno dimostrato che la segnalazione NF-kB svolge anche un ruolo cruciale nel cancro, fornendo il collegamento tra lo sviluppo del cancro e l’ infiammazione .

Nel presente studio, il Prof. Jensen ei suoi colleghi hanno usato calcoli matematici ed esperimenti di laboratorio per dimostrare che gli alti e bassi caotici nelle concentrazioni di NF-kB attivano geni che altrimenti rimarrebbero in silenzio.

La proteina NF-kB deve essere in uno stato caotico al fine di attivare i geni giusti che consentono una risposta immunitaria ottimale, lo studio ha dimostrato.

Fino ad ora, i ricercatori hanno creduto che tutti gli organismi viventi evitassero le dinamiche caotiche. Ma il nuovo studio sfida questa convinzione, poiché i ricercatori mostrano che le oscillazioni caotiche nelle concentrazioni di proteine ​​sono fondamentali per l’attivazione dei geni chiave.

“Il caos è una dinamica matematicamente ben definita, quella che, ad esempio, è stata precedentemente utilizzata per spiegare i grandi cambiamenti nei sistemi meteorologici”, spiega il prof. Jensen.

“Con l’enorme complessità che caratterizza gli esseri viventi di ordine superiore, è evidente che le dinamiche caotiche si verifichino in diversi tipi di sistemi, ma il modo in cui il caos gioca un ruolo decisivo nelle cellule viventi è completamente nuovo”, aggiunge il ricercatore.

Implicazioni per il diabete, il cancro, l’Alzheimer

I ricercatori annotano anche le implicazioni terapeutiche dei risultati. Nuovi farmaci, dice Heltberg, coautore dello studio, potrebbe “garantire una corretta funzione proteica”.

“Le terapie potrebbero anche comportare il ritiro e il test delle cellule da un corpo per valutare se le cellule sono nella condizione giusta per avere le oscillazioni corrette”, continua Heltberg.

“Se non lo sono, potrebbe essere possibile prevedere e scoprire le malattie prima che si verifichino.”

Il prof. Jensen concorda:

I risultati possono avere un enorme impatto sulla nostra comprensione di come funziona il sistema immunitario e su come evitare l’incidenza di alcune delle malattie più gravi, tra cui diabete, cancro e morbo di Alzheimer”.

Prof. Mogens Høgh Jensen

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