immunità

Il nostro sistema immunitario è essenziale per la nostra sopravvivenza. Senza un sistema immunitario, i nostri corpi sarebbero aperti agli attacchi di batteri, virus, parassiti e altro. È il nostro sistema immunitario che ci mantiene in salute mentre scivoliamo attraverso un mare di agenti patogeni.

Questa vasta rete di cellule e tessuti è costantemente alla ricerca di invasori e, una volta individuato un nemico, viene lanciato un attacco complesso.

Il sistema immunitario è diffuso in tutto il corpo e coinvolge molti tipi di cellule, organi, proteine e tessuti. Fondamentalmente, può distinguere il nostro tessuto da quello estraneo – il sé dal non sé. Le cellule morte e difettose vengono anche riconosciute e eliminate dal sistema immunitario.

Se il sistema immunitario incontra un patogeno, ad esempio un batterio, un virus o un parassita, monta una cosiddetta risposta immunitaria. Più avanti spiegheremo come funziona, ma prima introdurremo alcuni dei personaggi principali del sistema immunitario.

globuli bianchi

Un globulo bianco (giallo), che attacca i batteri dell’antrace (arancione). La linea bianca in fondo è lunga 5 micrometri.
Credito d’immagine: Volker Brinkmann

I globuli bianchi sono anche chiamati leucociti. Circolano nel corpo nei vasi sanguigni e nei vasi linfatici che sono paralleli alle vene e alle arterie.

I globuli bianchi sono di pattuglia costante e sono alla ricerca di agenti patogeni. Quando trovano un bersaglio, iniziano a moltiplicarsi e inviano segnali ad altri tipi di cellule per fare lo stesso.

I nostri globuli bianchi sono immagazzinati in diversi punti del corpo, chiamati organi linfoidi. Questi includono i seguenti:

Timo – una ghiandola tra i polmoni e appena sotto il collo.
Milza – un organo che filtra il sangue. Si trova nella parte superiore sinistra dell’addome.
Midollo osseo – trovato al centro delle ossa, produce anche globuli rossi.
Linfonodi: piccole ghiandole posizionate in tutto il corpo, collegate da vasi linfatici.

Esistono due tipi principali di leucociti:

1. Fagociti

Queste cellule circondano e assorbono i patogeni e li scompongono, mangiandoli efficacemente. Esistono diversi tipi, tra cui:

Neutrofili : questi sono i tipi più comuni di fagociti e tendono ad attaccare i batteri.
Monociti : questi sono il tipo più grande e hanno diversi ruoli.
Macrofagi : questi pattugliano i patogeni e rimuovono anche le cellule morte e morenti.
I mastociti : hanno molti lavori, incluso aiutare a curare le ferite e difendersi dai patogeni.

2. Linfociti

I linfociti aiutano il corpo a ricordare i precedenti invasori e riconoscerli se tornano ad attaccare di nuovo.

I linfociti iniziano la loro vita nel midollo osseo . Alcuni rimangono nel midollo e si sviluppano in linfociti B (cellule B), altri si dirigono verso il timo e diventano linfociti T (cellule T). Questi due tipi di celle hanno ruoli diversi:

Linfociti B : producono anticorpi e aiutano ad allertare i linfociti T.
Linfociti T : distruggono le cellule compromesse nel corpo e aiutano ad allertare altri leucociti.

Come funziona una risposta immunitaria

I linfociti B secernono anticorpi (nella foto) che si bloccano sugli antigeni.

Il sistema immunitario deve essere in grado di distinguere se stesso dal non-sé. Lo fa rilevando le proteine che si trovano sulla superficie di tutte le cellule. Impara a ignorare le proprie proteine o se stesso in una fase precoce.

Un antigene è qualsiasi sostanza che può innescare una risposta immunitaria.

In molti casi, un antigene è un batterio, un fungo, un virus, una tossina o un corpo estraneo. Ma può anche essere una delle nostre cellule difettosa o morta. Inizialmente, una serie di tipi di cellule lavora insieme per riconoscere l’antigene come un invasore.

Il ruolo dei linfociti B.

Una volta che i linfociti B individuano l’antigene, iniziano a secernere anticorpi (l’antigene è l’abbreviazione di “generatori di anticorpi”). Gli anticorpi sono proteine speciali che si attaccano ad antigeni specifici.

Ogni cellula B produce un anticorpo specifico. Ad esempio, uno potrebbe produrre un anticorpo contro i batteri che causano la polmonite e un altro potrebbe riconoscere il comune virus del raffreddore.

Gli anticorpi fanno parte di una vasta famiglia di sostanze chimiche chiamate immunoglobuline, che svolgono molti ruoli nella risposta immunitaria:

Immunoglobulin G (IgG) – segna i microbi in modo che altre cellule possano riconoscerli e gestirli.
IgM – è esperto nell’uccidere i batteri.
IgA – si congrega in fluidi, come lacrime e saliva, dove protegge i gateway nel corpo.
IgE – protegge dai parassiti ed è anche responsabile delle allergie.
IgD – rimane legato ai linfociti B, aiutandoli ad avviare la risposta immunitaria.

Gli anticorpi si bloccano sull’antigene, ma non lo uccidono, lo segnano solo per la morte. L’uccisione è il lavoro di altre cellule, come i fagociti.

Il ruolo dei linfociti T.

Esistono diversi tipi di linfociti T:

Cellule T helper (cellule Th) : coordinano la risposta immunitaria. Alcuni comunicano con altre cellule e altri stimolano le cellule B a produrre più anticorpi. Altri attraggono più cellule T o fagociti che mangiano cellule.

Cellule T killer (linfociti T citotossici) – come suggerisce il nome, queste cellule T attaccano altre cellule. Sono particolarmente utili per combattere i virus. Funzionano riconoscendo piccole parti del virus all’esterno delle cellule infette e distruggendo le cellule infette.

La tua pelle è il primo strato di difesa contro i patogeni esterni.

Il sistema immunitario di ognuno è diverso ma, come regola generale, diventa più forte durante l’età adulta poiché, a questo punto, siamo stati esposti a più agenti patogeni e sviluppato più immunità.

Ecco perché adolescenti e adulti tendono ad ammalarsi meno spesso dei bambini.

Una volta che un anticorpo è stato prodotto, una copia rimane nel corpo in modo che se lo stesso antigene appare di nuovo, può essere trattato più rapidamente.

Ecco perché con alcune malattie, come la varicella , la prendi solo una volta poiché il corpo ha un anticorpo della varicella immagazzinato, pronto e in attesa di distruggerlo la prossima volta che arriva. Questo si chiama immunità.

Esistono tre tipi di immunità negli esseri umani chiamati innati, adattivi e passivi:

Immunità innata

Siamo tutti nati con un certo livello di immunità agli invasori. I sistemi immunitari umani, analogamente a quelli di molti animali, attaccheranno invasori stranieri fin dal primo giorno. Questa immunità innata comprende le barriere esterne del nostro corpo – la prima linea di difesa contro i patogeni – come la pelle e le mucose della gola e dell’intestino.

Questa risposta è più generale e non specifica. Se l’agente patogeno riesce a schivare il sistema immunitario innato, interviene l’immunità adattativa o acquisita.

Immunità adattativa (acquisita)

Questa protezione dagli agenti patogeni si sviluppa mentre attraversiamo la vita. Quando siamo esposti a malattie o ci vacciniamo, costruiamo una libreria di anticorpi contro diversi agenti patogeni. Questa è talvolta definita memoria immunologica perché il nostro sistema immunitario ricorda i nemici precedenti.

Immunità passiva

Questo tipo di immunità viene “preso in prestito” da un’altra fonte, ma non dura indefinitamente. Ad esempio, un bambino riceve anticorpi dalla madre attraverso la placenta prima della nascita e nel latte materno dopo la nascita. Questa immunità passiva protegge il bambino da alcune infezioni durante i primi anni della sua vita.

vaccinazioni

L’immunizzazione introduce antigeni o agenti patogeni indeboliti in una persona in modo tale che l’individuo non si ammali ma produca ancora anticorpi. Poiché il corpo salva copie degli anticorpi, è protetto se la minaccia dovesse riapparire più avanti nella vita.

Disturbi del sistema immunitario

Poiché il sistema immunitario è così complesso, ci sono molti modi potenziali in cui può andare storto. I tipi di disturbo immunitario rientrano in tre categorie:

immunodeficienze

Questi si presentano quando una o più parti del sistema immunitario non funzionano. Le immunodeficienze possono essere causate in diversi modi, tra cui l’età, l’ obesità e l’ alcolismo . Nei paesi in via di sviluppo, la malnutrizione è una causa comune. L’AIDS è un esempio di immunodeficienza acquisita.

In alcuni casi, le immunodeficienze possono essere ereditate, ad esempio, nella malattia granulomatosa cronica in cui i fagociti non funzionano correttamente.

autoimmunità

In condizioni autoimmuni, il sistema immunitario prende di mira erroneamente le cellule sane, piuttosto che i patogeni estranei o le cellule difettose. In questo scenario, non possono distinguere il sé dal non sé.

Le malattie autoimmuni comprendono la celiachia , il diabete di tipo 1 , l’artrite reumatoide e la malattia di Graves .

ipersensibilità

Con l’ipersensibilità, il sistema immunitario reagisce in modo eccessivo in modo da danneggiare i tessuti sani. Un esempio è lo shock anafilattico in cui il corpo risponde a un allergene così fortemente che può essere pericoloso per la vita.

In poche parole

Il sistema immunitario è incredibilmente complicato e assolutamente vitale per la nostra sopravvivenza. Numerosi sistemi e tipi di cellule diversi funzionano in perfetta sincronia (la maggior parte delle volte) in tutto il corpo per combattere i patogeni e eliminare le cellule morte.

Un nuovo studio ha identificato un modo per interferire con le cellule tumorali e impedire loro di metastatizzare. La chiave sta nel chiudere la capacità della cella di eliminare la spazzatura.

La capacità delle cellule tumorali di dividere e muoversi intorno al corpo li rende difficili da trovare e distruggere.

Uno degli aspetti più difficili del cancro è la sua capacità di metastatizzare.

Le cellule tumorali possono staccarsi dalla loro posizione attuale, viaggiare attraverso il corpo e iniziare a moltiplicarsi in nuove posizioni distanti.

La metastasi rende i tumori difficili da trovare e da trattare. Poiché la metastasi è una zona chiave della ricerca sul cancro, gli scienziati dedicano molto lavoro alla comprensione di come il cancro lo fa.

Uno studio recente, condotto da Michael J. Morgan, Ph.D., presso il Cancer Center dell’Università del Colorado ad Aurora, aggiunge nuovi dettagli a un’immagine già complessa. I risultati sono pubblicati negli Atti della National Academy of Sciences .

Gli scienziati erano particolarmente interessati allo smaltimento dei rifiuti cellulari. Morgan spiega perché questo è, dicendo: “Le cellule altamente metastatiche lasciano la loro casa felice e hanno tutti questi stress su di loro.Un modo in cui la cellula è in grado di gestire lo stress è attraverso lo smaltimento di rifiuti cellulari o componenti cellulari danneggiati e il loro riciclaggio.”

Se si interferisce con questo processo di riciclaggio, la metastasi può essere bloccata.

“Quando disattiviamo l’attività delle strutture cellulari chiamate lisosomi”, dice Morgan, “che una cellula usa per riciclare, le cellule metastatiche non sono in grado di sopravvivere a questi stress”.

Importante in questo riciclaggio è l’autofagia, un processo naturale in cui la cellula si rompe e ricicla le parti difettose della cella.

Morgan e Andrew Thorburn – che hanno contribuito alla recente ricerca – sono entrambi considerati esperti sul tema dell’autofagia. Coinvolto anche il dott. Dan Theodorescu, esperto in metastasi.

Il processo di autofagia

L’autofagia è essenziale per la sopravvivenza delle cellule sane e delle cellule maligne allo stesso modo. In termini di base, l’autofagia inizia quando la “sporcizia” cellulare è circondata da una struttura sferica chiamata autofagosoma.

Questa struttura a doppia membrana trasporta la spazzatura attraverso il citoplasma fino a raggiungere un pacchetto di enzimi distruttivi noto come lisosoma. L’autofagosoma si fonde con il lisosoma e il contenuto viene distrutto.

Armeggiando con questo processo, Morgan e il team hanno scoperto modi per interferire con la capacità di una cellula cancerosa di metastatizzare.

“Ciò che sorprendeva”, afferma Morgan, “era che non era il processo stesso dell’autofagia che era specificamente importante per la cellula metastatica: se si inibisce l’autofagia in una fase precoce, è possibile ridurre la crescita cellulare sia di metastasi che di cellule metastatiche. “

“Ma se blocchi la funzione lisosomiale dell’autofagia tardiva, colpisce molto più spesso queste cellule metastatiche e in realtà muoiono”.

Michael J. Morgan, Ph.D.

In altre parole, quando il team ha bloccato l’autofagia spegnendolo geneticamente, hanno sofferto entrambe le cellule metastatiche e non metastatiche. Tuttavia, quando hanno inibito l’autofagia e i lisosomi con la clorochina, le cellule non metastatiche sono state rallentate un po ‘, ma le cellule metastatiche sono state completamente distrutte.

“C’era qualcosa nei lisosomi che era specifico per queste cellule metastatiche”, dice Thorburn.

Perché i lisosomi sono così importanti?

Successivamente, gli scienziati hanno voluto approfondire e capire esattamente perché i lisosomi sono così incredibilmente importanti per metastatizzare le cellule tumorali. Per fare questo, hanno sviluppato cellule resistenti alla clorochina.

Ciò comportava la crescita di cellule metastatiche insieme a piccole quantità di clorochina. La maggior parte delle cellule morì, ma quelle che sopravvissero furono tenute e cresciute di nuovo con la clorochina. Mentre si dividevano più volte, ogni generazione successiva diventava sempre più resistente alla clorochina.

Tuttavia, poiché le cellule sono diventate costantemente resistenti, hanno perso la capacità di metastatizzare.

Come spiega Morgan, “La porta oscilla in entrambe le direzioni: quando abbiamo scelto celle resistenti alla clorochina, sono diventate non metastatiche e quando abbiamo scelto cellule metastatiche, hanno acquisito sensibilità alla clorochina, hanno smesso di crescere e sono morte perché, all’improvviso, sono arrivati a dipendere dall’azione lisosomiale che la clorochina toglie “.

Questo risultato può essere utile nel trattamento del cancro. Theodorescu dà un esempio, dicendo: “Con un paziente, se avessero un cancro alla vescica tumore e abbiamo dato clorochina, supponiamo che alcune cellule tumorali diventano resistenti alla clorochina.”

“Prevediamo, in base al nostro studio, che anche se le cellule resistenti riprenderanno a crescere, non sarebbero più metastatiche, il che potrebbe avere un beneficio clinico per il paziente”.

Infine, i ricercatori hanno scoperto che una proteina chiamata ID4 sembra importante in questo processo. Le cellule con livelli più bassi di ID4 erano sensibili alla clorochina e alla metastasi; quelli con livelli più alti di ID4 erano meno metastatici e resistenti alla clorochina.

È possibile che ID4 possa essere utilizzato come marker per prevedere i risultati dei pazienti. Infatti, sono già noti livelli più alti di ID4 per prevedere migliori esiti per il cancro alla vescica, al seno e alla prostata .

Attualmente, vi è un grande interesse per gli inibitori dell’autofagia per l’uso nel trattamento del cancro; questo studio fornisce una visione interessante e senza dubbio ispirerà ulteriori indagini.