riepilogo: I ricercatori hanno compiuto progressi significativi nella comprensione di come le cellule immunitarie si muovono all’interno del corpo. Contrariamente a quanto si credeva, queste cellule non solo rispondono ai segnali direzionali, ma formano anche i propri percorsi.
Lo studio fornisce approfondimenti sulla capacità delle cellule staminali di modulare le concentrazioni di chemochine e dirigerne il movimento. Questa conoscenza può migliorare la nostra risposta immunitaria nella lotta contro le malattie.
Aspetti principali:
- Le cellule dendritiche (DC) svolgono un ruolo fondamentale nella risposta immunitaria, agendo come messaggeri e scansionando i tessuti alla ricerca di invasori.
- Invece di seguire semplicemente i gradienti chimici, le DC modificano queste concentrazioni consumandole attivamente, favorendo il loro movimento.
- La motilità e la risposta delle DC dipendono non solo dalle interazioni individuali, ma anche dalla densità della popolazione cellulare.
fonte: ISTA
Quando combattono le malattie, le nostre cellule immunitarie devono raggiungere rapidamente il loro bersaglio. I ricercatori dell’Istituto di scienza e tecnologia Austria (ISTA) hanno ora scoperto che le cellule immunitarie generano attivamente il proprio sistema di guida per navigare attraverso ambienti complessi. Ciò mette in discussione le nozioni precedenti su questi movimenti.
I risultati dei ricercatori sono stati pubblicati sulla rivista Immunologiae far avanzare la nostra conoscenza del sistema immunitario e fornire potenziali nuovi approcci per migliorare la risposta immunitaria umana.
Minacce immunitarie come germi o tossine possono formarsi ovunque nel corpo umano. Fortunatamente, il sistema immunitario, il nostro scudo protettivo, ha i suoi modi complessi per affrontare queste minacce.
Ad esempio, un aspetto critico della nostra risposta immunitaria coinvolge il movimento collettivo coordinato delle cellule immunitarie durante l’infezione e l’infiammazione. Ma come fanno le nostre cellule immunitarie a sapere quale strada andare?
Questa domanda è stata affrontata da un gruppo di scienziati del gruppo Sixt e del gruppo Hanizou presso l’Istituto di scienza e tecnologia Austria (ISTA). Nel loro studio, i ricercatori evidenziano la capacità delle cellule immunitarie di migrare collettivamente attraverso ambienti complessi.
Cellule staminali: messaggeri
Le cellule dendritiche (DC) sono uno dei principali attori della nostra risposta immunitaria. Funziona come un messaggero tra la risposta innata – la prima reazione del corpo a un invasore, e la risposta adattativa – una reazione ritardata che prende di mira germi molto specifici e crea ricordi per combattere future infezioni. Come i detective, i data center scansionano i tessuti alla ricerca di hacker.
Una volta individuata un’infezione, si attivano e viaggiano immediatamente verso i linfonodi, dove forniscono il piano di battaglia e iniziano i passaggi successivi della catena.
La sua migrazione verso i linfonodi è diretta dalle chemochine – piccole proteine di segnalazione rilasciate dai linfonodi – che creano un gradiente.
In passato si pensava che le cellule staminali e altre cellule immunitarie reagissero a questo gradiente esterno, spostandosi verso una concentrazione più elevata. Tuttavia, una nuova ricerca condotta presso l’ISTA sta ora mettendo in discussione questa nozione.
Un futuro: due lavori
Gli scienziati hanno esaminato più da vicino il recettore, che è una struttura superficiale presente nelle DC attivate chiamata “CCR7”. La funzione primaria di CCR7 è legarsi a una molecola specifica del linfonodo (CCL19), che innesca le fasi successive della risposta immunitaria.
“Abbiamo scoperto che CCR7 non solo rileva CCL19, ma contribuisce anche attivamente a modellare la distribuzione delle concentrazioni di chemochine”, spiega Jona Alanko, ex ricercatrice post-dottorato del laboratorio di Michael Sixt.
Utilizzando varie tecniche sperimentali, hanno dimostrato che quando le DC migrano, assorbono e internalizzano le chemochine tramite il recettore CCR7, portando a un depauperamento locale della concentrazione di chemochine.
Con meno molecole di segnalazione in giro, si spostano verso concentrazioni di chemochine più elevate. Questa duplice funzione consente alle cellule immunitarie di generare i propri segnali guida per regolare in modo più efficace la loro migrazione collettiva.
Il movimento dipende dal numero di cellule
Per comprendere quantitativamente questo meccanismo a livello multicellulare, Alanko e colleghi hanno collaborato con i fisici teorici Edward Hanizou e Mehmet Can Okkar, anche loro dell’ISTA. Con la loro esperienza nel movimento e nella dinamica delle cellule, hanno creato simulazioni al computer in grado di riprodurre gli esperimenti di Alanko.
Attraverso queste simulazioni, gli scienziati hanno previsto che il movimento delle cellule staminali sarebbe dipeso non solo dalle loro risposte individuali alle chemochine ma anche dalla densità della popolazione cellulare.
Si trattava di una previsione semplice ma non banale; “Più cellule ci sono, maggiore è il gradiente che generano, il che evidenzia davvero la natura collettiva di questo fenomeno”, afferma Kan Okkar.
Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che anche le cellule T – cellule immunitarie specifiche che distruggono i germi dannosi – sfruttano questa interazione dinamica per migliorare la loro motilità direzionale. Il fisico continua: “Siamo ansiosi di saperne di più su questo nuovo principio di interazione tra popolazioni di cellule con progetti in corso”.
Aumentare la risposta immunitaria
Queste scoperte rappresentano un passo in una nuova direzione per quanto riguarda il modo in cui le cellule si muovono all’interno dei nostri corpi. Contrariamente a quanto si pensava in precedenza, le cellule immunitarie non solo rispondono alle chemochine, ma svolgono anche un ruolo attivo nel modellare il proprio ambiente consumando questi segnali chimici. Questa regolazione dinamica dei segnali di segnalazione fornisce un’elegante strategia per dirigere il suo movimento e quello di altre cellule immunitarie.
Questa ricerca ha importanti implicazioni per la nostra comprensione di come le risposte immunitarie sono orchestrate all’interno del corpo. Scoprendo questi meccanismi, gli scienziati possono progettare nuove strategie per migliorare il reclutamento di cellule immunitarie in siti specifici, come le cellule tumorali o le aree di infezione.
A proposito di queste novità sulla ricerca neuroscientifica
autore: Jonah Alanko
fonte: ISTA
comunicazione: Jonah Alanko-ISTA
immagine: Immagine accreditata a Neuroscience News
Ricerca originale: Accesso chiuso.
“CCR7 funge da sensore e sink per CCL19 per coordinare la migrazione collettiva dei leucocitiInserito da Jonah Alanko et al. Immunologia
un sommario
CCR7 funge da sensore e sink per CCL19 per coordinare la migrazione collettiva dei leucociti
Le risposte immunitarie dipendono dalla migrazione rapida e coordinata dei leucociti. Sebbene sia risaputo che la migrazione delle singole cellule è spesso guidata da gradienti di sostanze chimiche e altri attrattivi chimici, resta poco chiaro come questi gradienti vengano generati, mantenuti e modificati.
Combinando dati sperimentali e teoria della chemiotassi dei leucociti guidata dal recettore della proteina G (GPCR) CCR7, abbiamo dimostrato che oltre al suo ruolo di recettore sensoriale che dirige la migrazione, CCR7 agisce anche come generatore e modulatore di gradienti chimici. .
Dopo l’esposizione al ligando CCR7 CCL19, le cellule dendritiche (DC) interiorizzano attivamente il recettore e il ligando come parte di una risposta di desensibilizzazione GPCR di base.
Abbiamo dimostrato che l’internalizzazione di CCR7 agisce anche come un efficiente serbatoio del chemiotattico, modellando dinamicamente la distribuzione spaziotemporale delle chemochine.
Questo meccanismo guida complessi modelli di migrazione di massa, consentendo alle DC di stabilire o affinare gradienti chimici.
Mostriamo anche che questi gradienti autogenerati possono mantenere l’orientamento a lungo raggio delle DC, adattare i modelli di migrazione collettiva alle dimensioni e alla geometria dell’ambiente e fornire un segnale di direzione ad altre cellule compagne.
Un ruolo così duplice di CCR7 come GPCR che rileva e consuma il suo ligando potrebbe fornire un nuovo metodo per l’autoregolazione cellulare.
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