Il tuo istinto è un campo di battaglia. Le cellule che rivestono l’intestino tenue devono bilanciare due compiti apparentemente contraddittori: assorbire i nutrienti dal cibo e allo stesso tempo tenere d’occhio gli agenti patogeni che tentano di invadere il corpo.
“Questa è una superficie in cui gli agenti patogeni possono insinuarsi”, afferma il professore assistente dell’Istituto di immunologia La Jolla (LJI), Miguel Reina-Campos, Ph.D. “Questa è una sfida enorme per il sistema immunitario.”
Allora come fanno le cellule immunitarie a mantenere l’intestino al sicuro? Una nuova ricerca condotta da scienziati della LJI, UC San Diego e dell’Allen Institute for Immunology mostra che le cellule immunitarie che combattono i patogeni chiamate cellule T CD8 di memoria residenti nei tessuti (TRM cellule) subiscono una trasformazione sorprendente – e un trasferimento – mentre combattono le infezioni nell’intestino tenue.
Infatti, queste cellule salgono letteralmente più in alto nel tessuto per combattere le infezioni prima che gli agenti patogeni possano diffondersi in aree più profonde e vulnerabili.
“Il tessuto nell’intestino si è evoluto per fornire segnali agli infiltrati di cellule immunitarie, per posizionare le cellule immunitarie in luoghi specifici in modo che abbiano una migliore capacità di fermare gli agenti patogeni”, afferma Reina-Campos, che è stata la prima autrice del nuovo studio. Natura studiano insieme al co-primo autore Alexander Monell dell’UC San Diego e ai co-autori senior Maximilian Heeg, MD, e Ananda W. Goldrath, Ph.D., dell’Allen Institute for Immunology e UC San Diego.
Le nuove scoperte si aggiungono al crescente numero di prove che le cellule immunitarie si adattano per proteggere tessuti specifici. Reina-Campos ritiene che queste cellule immunitarie “residenti nei tessuti” possano svolgere un ruolo chiave nelle future immunoterapie contro il cancro che colpiscono i tumori in organi specifici.
Cellule T in movimento
Reina-Campos e i suoi colleghi hanno studiato la formazione di TRM cellule nell’intestino tenue. Il team ha sfruttato una tecnologia all’avanguardia chiamata trascrittomica spaziale per tracciare queste cellule nei campioni di tessuto sia umano che di topo.
Il loro lavoro ha dimostrato che l’intestino tenue contiene due tipi di TRM cellule. Queste cellule sono divise tra le minuscole strutture “villi” simili a dita che rivestono l’intestino tenue o le “cripte” tra i villi sporgenti.
I ricercatori hanno scoperto che TRM le cellule vivono più vicine alle cripte tra i villi. D’altra parte, TRM occupano le regioni più esposte nella parte superiore dei villi. “Le cellule immunitarie differenziate sono più esposte nella parte superiore dei villi, ed è lì che hanno una migliore capacità di proteggerti dalle infezioni”, afferma Reina-Campos.
Nel frattempo, una popolazione di riserva di TRM le cellule continuano a giacere nelle cripte. “Queste cellule possono ricostituire il pool di cellule T effettrici, quindi il sistema immunitario le mantiene come supporto nelle parti più profonde del tessuto”, aggiunge Reina-Campos.
Cosa mantiene queste popolazioni organizzate e sotto controllo?
Per spiare queste importanti cellule immunitarie nel loro habitat naturale, Reina-Campos e colleghi hanno utilizzato una nuova tecnologia, chiamata trascrittomica spaziale, per osservare simultaneamente milioni di molecole di RNA messaggero a risoluzione subcellulare.
“Per la prima volta siamo stati in grado di catturare la formazione della memoria immunologica nello spazio e nel tempo”, afferma Reina-Campos.
Osservando l’intestino tenue dopo un’infezione virale, gli scienziati hanno scoperto che l’intestino rilascia segnali chimici per istruire le cellule immunitarie dove andare e cosa fare. “Questo studio offre una nuova risorsa per trovare segnali che posizionano i residenti immunitari in modo da rafforzare la nostra immunità intestinale”, afferma Reina-Campos.
Scacco matto per malattia?
Reina-Campos attribuisce al suo mentore, Goldrath, nonché all’esperienza di Heeg e Monell il merito di aver reso possibile questo studio. Come spiega Reina-Campos, Heeg e Monell hanno sviluppato nuovi approcci computazionali per dare un senso alle enormi quantità di dati catturati attraverso la trascrittomica spaziale.
“Ha portato a una svolta nella nostra capacità di osservare centinaia o migliaia di geni simultaneamente nei tessuti intatti”, afferma Reina-Campos. “Con questo studio, abbiamo aperto un nuovo percorso di scoperta.”
Reina-Campos paragona la battaglia tra cellule immunitarie e agenti patogeni a una partita a scacchi.
“Per essere un grande maestro di scacchi, devi conoscere non solo i pezzi: gli alfieri, i pedoni, le torri, ecc., ma anche come si muovono insieme sulla scacchiera”, afferma.
Per molto tempo, gli scienziati hanno studiato i pezzi degli scacchi, analizzando le cellule estratte dai tessuti, ma non sono riusciti a osservare bene la partita a scacchi in sé. “Non sappiamo molto su come funziona la scacchiera, e sappiamo ancora meno sulle regole che si applicano ai nostri pezzi degli scacchi mentre si muovono sulla scacchiera”, afferma Reina-Campos.
Il nuovo studio offre ai ricercatori uno sguardo dettagliato su come le cellule immunitarie interagiscono tra loro e con il loro tavolo da gioco cellulare.
Reina-Campos afferma che la nuova scoperta dovrebbe guidare la ricerca futura su come le cellule immunitarie si sviluppano e si muovono attraverso altri organi con strutture tissutali diverse, come i reni e i polmoni, e su come le cellule immunitarie potrebbero combattere i tumori in questi organi.
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