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Immunità e infiammazioni
Il sistema immunitario, paragonato per la sua estrema complessità al sistema nervoso centrale e al cervello, consente all’organismo di combattere gli agenti infettivi come virus e batteri. All’interno di questo meccanismo di difesa si distinguono generalmente due diverse categorie: l’immunità non specifica o innata e l’immunità specifica o adattativa.
L’immunità innata, scoperta da un ricercatore russo più di 100 anni fa in Italia, utilizzando una spina di rosa e lavorando su una stella marina, funziona come vera prima linea di difesa contro le infezioni. Se un agente infettivo riesce a superare la sua resistenza iniziale, viene invece chiamata in causa l’immunità adattativa (o acquisita), in grado di produrre una risposta immunologica specifica di cui l’organismo conserva una memoria: se a distanza di tempo viene nuovamente a contatto con lo stesso agente infettivo, l’organismo risulterà immune e quindi protetto. Le vaccinazioni, ad esempio, sfruttano la specificità e la memoria dell’immunità acquisita.
L’immunità innata, che si basa sui fagociti (cellule capaci di ‘mangiare’ le cause di malattia) è il fondamento dell’intero sistema immunitario. Proprio per difenderci dal danno e dagli agenti patogeni il nostro corpo scatena le risposte infiammatorie. Queste ultime non sono altro che la manifestazione dell’attivazione dell’immunità innata, e sono alla base di una quantità straordinaria di malattie.
Dalle più comuni, come il mal di gola e lo stiramento muscolare, alla più complesse come le patologie cosiddette autoimmuni (dovute cioè ad una reazione sbagliata, inappropriata o in eccesso, del sistema immunitario): è il caso dell’artrite reumatoide, delle malattie infiammatorie dell’intestino come le pancreatiti).
Negli ultimi due anni sono poi state scoperte le malattie “auto-infiammatorie”, che colpiscono i bambini: cause genetiche scatenano un’infiammazione incontrollata che provoca gravi patologie, ad esempio problemi cerebrali e febbre ricorrente. Infiammatorie sono anche le malattie infettive che scatenano una reazione che poi prosegue in modo incontrollato (ad esempio l’epatite cronica successiva alle epatiti), e le malattie cardiovascolari, prime fra tutte l’aterosclerosi e l’infarto del miocardio. Infine i tumori, per i quali l’infiammazione rappresenta un meccanismo che può contribuire o all’insorgere della malattia o al suo sviluppo.
In tutti questi casi, molto diversi fra loro, l’infiammazione può contribuire all’insorgere della malattia o al suo sviluppo: è un processo trasversale a diversi tipi di patologie. Caratteristica degli studi di immunologia condotti dalla Fondazione Humanitas per la Ricerca è dunque l’impatto trans-disease che, a partire dallo studio delle alterazioni dei meccanismi di difesa dell’organismo, estende le sue possibili applicazioni cliniche alle principali malattie oncologiche, cardiovascolari e neurologiche.
Focus su Interleuchina 1, chemochine e pentrassine
Sono tre in particolare gli ambiti di ricerca su cui si sono concentrati, in questi anni, gli studi del professor Mantovani e del suo gruppo di lavoro nell’ambito dell’immunità innata: interleuchina 1, chemochine, pentrassine.
1. L’interleuchina 1 e il sistema di comunicazione dell’immunità innata
All’interno del sistema immunitario, la comunicazione fra i diversi componenti è fondamentale, perché fa sì che esso si attivi al momento giusto, dove necessario e con le corrette modalità.
Le cellule del sistema immunitario comunicano, proprio come noi, in due modi: toccandosi e con le parole. Sono molecole dette citochine le ‘parole’ del sistema immunitario, ossia i circuiti di regolazione dei mediatori dell’infiammazione. Ne esistono di diversi tipi: la prima classe di cui si è occupato il professor Mantovani è stata l’interleuchina 1 (IL-1), uno di quei segnali che fa partire tutta la cascata dell’infiammazione.
Ne ha studiato i sistemi di controllo, ossia i meccanismi di blocco (antagonisti) che inibiscono le infiammazioni, convinto che da qui possano derivare strategie terapeutiche innovative. E cercando gli antagonisti di IL-1 ha scoperto quello che è poi diventato un paradigma generale, uno ‘specchietto per le allodole’ mai descritto prima in biologia: un falso recettore (decoy). Possiamo paragonare le citochine ad un dito in grado di accendere o spegnere l’interruttore dell’infiammazione. Questo interruttore è detto recettore: riconosce il dito (in questo caso IL-1) e dà il via alla reazione infiammatoria. I falsi recettori, invece, intrappolano il dito (IL-1), impedendo l’inizio dell’infiammazione.
2. Le chemochine e la regolazione dei globuli bianchi
Le chemochine, una classe di citochine, hanno l’importante funzione di ‘regolare il traffico’ dei globuli bianchi (le cellule di difesa dell’organismo): in altre parole, guidano le nostre difese. I recettori utilizzati dalle chemochine vengono usati anche dagli agenti patogeni come porta d’entrata: è il caso ad esempio del virus dell’HIV. Per questo oggi in tutto il mondo, per eliminare infezioni come l’AIDS, si sta cercando di sviluppare farmaci che blocchino le chemochine. Lo stesso team del professor Mantovani ha sviluppato una nuova classe di inibitori delle chemochine, al momento in fase di sperimentazione clinica. Più recentemente, inoltre, ha identificato un falso recettore per le chemochine: il D6, particolarmente importante perché ‘promiscuo’, in grado cioè di bloccare la maggior parte delle varie tipologie di chemochine. Studiare questo recettore, dunque, permetterà di per mettere a punto dei ‘super-farmaci’ contro le infiammazioni legate alle chemochine.
3. Le pentrassine e la PTX3
Nell’ambito delle pentrassine il gruppo del professor Mantovani ha scoperto una nuova tipologia di molecola, chiamata PTX3. All’epoca erano note due sole pentrassine, cosiddette ‘corte’: la più famosa era la ‘proteina C reattiva’, che ancora oggi rappresenta il marcatore di infiammazione più utilizzato a livello diagnostico. La PTX3 costituisce il primo membro di una nuova famiglia di pentrassine, dette ‘lunghe’. E’ una molecola multifunzionale: è ad esempio fondamentale per la fertilità femminile perché permette l’assemblaggio di tutto ciò che sta intorno alla cellula uovo (l’ovulazione è un processo infiammatorio), ed è essenziale per la resistenza ad alcuni patogeni come l’Aspergillus Fumigatus.
Oggi, oltre a continuare le ricerche biologiche di base in laboratorio, il professor Mantovani sta anche lavorando per trasferire le scoperte del suo gruppo in ambito diagnostico e terapeutico. A livello diagnostico sta cercando di verificare l’utilità della PTX3 come marker per malattie infiammatorie diverse: infettive, cardiovascolari… Gli studi in atto sono per ora molto incoraggianti: un’indagine condotta su 740 pazienti con infarto del miocardio ha dimostrato che la PTX3 è l’unico indicatore in grado di predire la morte. In ambito terapeutico, invece, il gruppo del professor Mantovani sta cercando di trasferire la PTX3 in sistemi sia preclinici, valutando in quali casi può essere utile somministrare dall’esterno questa molecola, sia clinici.
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