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Gli scienziati scoprono un nuovo meccanismo per la difesa cellulare contro le infezioni virali e batteriche
Uno studio pubblicato sulla rivista Science e coordinato dai ricercatori di IDIBAPS, l’UB e il Centro nazionale spagnolo di ricerca cardiovascolare (CNIC) descrive un nuovo meccanismo di difesa immunitaria fino ad ora sconosciuto. È un meccanismo orchestrato dalle goccioline lipidiche (LDs), gli organelli cellulari in grado di attrarre ed eliminare gli agenti patogeni invasori.
Ricercatori provenienti da Spagna, Stati Uniti, Australia e Brasile hanno partecipato al progetto internazionale, finanziato dal Human Frontier Science Program, con la collaborazione di scienziati del CNIC e IIBB-CSIC. Albert Pol, professore ICREA presso IDIBAPS, dove guida il team di Lipid Trafficking and Diseases e professore associato presso la UB School of Medicine and Health Sciences, e Robert G. Parton, dell’Istituto di bioscienze molecolari dell’Università del Queensland, sono coordinatori dello studio. I primi autori del lavoro sono Marta Bosch, ricercatrice del gruppo IDIBAPS, e Miguel Sánchez-Álvarez, del CNIC Mechanoadaptation e Caveolas Biology group.
Le LD sono gli organelli in cui le nostre cellule accumulano sostanze nutritive che, sotto forma di grasso, forniscono loro l’energia necessaria per sviluppare la loro funzione. Ad esempio, le LD forniscono l’energia per il battito cardiaco, il fegato per svolgere la sua funzione metabolica o il muscolo per muoversi. “La gocciolina lipidica è come la dispensa delle nostre cellule, dove accumuliamo il cibo che utilizzeremo in seguito. Questo accade in tutte le cellule eucariotiche , dai lieviti o insetti alle piante o ai mammiferi”, dice Albert Pol.
Quando virus o batteri infettano la cellula ospite , hanno bisogno di grandi quantità di nutrienti per moltiplicarsi e per indurli a raggiungere la LD. Nello studio pubblicato su Science i ricercatori hanno dimostrato che, in risposta alle infezioni, i DL organizzano complessi di proteine antibiotiche e antivirali che agiscono in modo cooperativo per combattere il patogeno ed eliminarlo. È un meccanismo che funzionerebbe in tutte le cellule del corpo, non solo nelle cellule professionali del sistema immunitario come i macrofagi. Questa strategia di difesa è stata osservata anche negli insetti, suggerendo la sua importanza durante l’evoluzione della nostra immunità innata.
La chiave per l’immunità innata delle cellule
I ricercatori hanno dimostrato che per proteggersi dalle infezioni, le cellule immettono grandi quantità di antibiotici e proteine antivirali sui LD. In totale, confrontando la superficie della DL in cellule normali e cellule infette, lo studio ha identificato 400 candidati che svolgerebbero la funzione protettiva delle LD quando sono a contatto con il patogeno. “In questo studio, ci siamo concentrati su sei di queste proteine e abbiamo dimostrato che proteggono la cellula durante l’infezione di diversi tipi di batteri”, spiega Marta Bosch.
“La concentrazione di queste proteine antibiotiche e antivirali in un singolo compartimento all’interno della cellula consente di creare sinergie riducendo la loro tossicità e consentendo al resto del macchinario cellulare di funzionare normalmente”, afferma Miguel Sánchez-Álvarez.
Inoltre, lo studio mostra che questa strategia consente una risposta ad ampio spettro, ovvero ci sono molti antibiotici e antivirali con diversi meccanismi di azione. Consente inoltre la generazione di meccanismi cooperativi per attaccare l’infezione. “Ci sono sinergie tra le proteine e, per esempio, una rompe la membrana dell’agente patogeno e l’altra distrugge il suo materiale genomico”, spiegano gli autori.
“Questo studio rappresenta un cambiamento di paradigma poiché fino ad ora si pensava che le LD fossero al servizio di virus o batteri durante l’infezione”, afferma Albert Pol. “Data la diffusa resistenza agli attuali antibiotici, questo studio ha decifrato un importante meccanismo di difesa che potrebbe essere utilizzato per lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche per fermare le infezioni”.
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