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Guardare il sistema immunitario in azione rivela cosa succede quando le cose vanno male

Gli scienziati stanno svelando come funziona il nostro sistema immunitario – e i suoi malfunzionamenti – grazie a una tecnologia innovativa che tiene traccia delle cellule immunitarie.

Poiché le cellule immunitarie viaggiano e lavorano in tutto il corpo, in passato era incredibilmente difficile tracciarle. Ora, dopo uno studio di cinque anni, i ricercatori dell’Imperial hanno sviluppato una tecnologia che potrebbe cambiare la faccenda.

Il sistema immunitario è vitale per la salute e il benessere umano, con diversi tipi di cellule che vagano continuamente nel nostro corpo, predisposte per combattere le infezioni. Tuttavia, il sistema immunitario è associato a una serie di malattie, denominate malattie “autoimmuni” in cui si accende il nostro corpo e inizia a produrre una risposta laddove non è richiesto.

La ricerca, pubblicata sul Journal of Cell Biology, ha esaminato specificamente le cellule T, una cellula immunitaria chiave nella lotta per eliminare l’infezione.

L’autore principale Dr. Masahiro Ono, un membro BBSRC del Dipartimento di Scienze della vita presso Imperial, ha dichiarato: “Questo nuovo metodo ci consente di identificare e analizzare le attività delle cellule all’interno del corpo in modo sistemico, dandoci una migliore comprensione di come lavorano nel tempo. ”

Vedere le risposte alle infezioni in azione

In risposta all’infezione, le cellule T vengono attivate attraverso un marcatore sulla loro superficie noto come recettore delle cellule T (TCR), che funge da occhi della cellula. Quando il TCR “vede” un agente patogeno invasore, innesca un segnale che indica alla cellula di girare, o “differenziarsi”, in un tipo di cellula T in grado di svolgere un compito specifico nella lotta contro l’infezione.

Usando i topi, il dottor Ono e il suo team sono riusciti a caratterizzare con successo come una cellula T si attiva e differenzia nel tempo. Questo processo di differenziazione è stato precedentemente difficile da caratterizzare a causa della natura molto dinamica del processo.

Il team ha sviluppato una nuova tecnologia nota come Timer-of-cell-kinetics-and-activity o, “Tocky”, in giapponese significa per tempo, in cui una proteina fluorescente nota come Timer è collegata a un gene coinvolto nella funzione delle cellule T.

Aggiungendo la proteina Timer, che cambia colore da blu a rosso quando le cellule T vengono attivate, il team potrebbe identificare gli eventi che si verificano all’interno della cellula nel corso del tempo mentre si verificava l’attivazione, compresa l’identificazione di quali percorsi di segnalazione erano stati attivati.

Aggiunge il dottor Ono: “Usando questa nuova tecnologia, siamo stati in grado di comprendere e correlare gli eventi con il passare del tempo seguendo  segnalazione del recettore delle cellule T in vivo, cosa che in precedenza era molto difficile da fare”.

Guardare quando le cellule T attaccano

Inoltre, il team è stato in grado di identificare le cellule T patogene (che causano la malattia) in un modello murino di sclerosi multipla, una malattia in cui le cellule immunitarie, incluse le cellule T, attaccano il cervello e il midollo spinale .

Come esseri umani abbiamo 100 milioni di cellule T nel nostro corpo in una volta, rendono difficile vedere quali cellule T svolgono compiti specifici. Tuttavia, utilizzando questa nuova tecnologia, il team è stato in grado di dimostrare che le cellule T patogene coinvolte nella sclerosi multipla hanno attività uniche nel cervello e nel midollo spinale nel tempo, interagiscono con proteine  specifiche e vengono continuamente riattivate.

Questa conoscenza potrebbe aiutare gli scienziati a comprendere ulteriormente la malattia e potenzialmente proporre nuove possibilità di trattamento in futuro.

Inoltre, molte immunoterapie, utilizzate per trattare alcuni tipi di cancro, come le cellule T bersaglio, o come il nostro sistema immunitario risponde a queste terapie possono essere difficili da prevedere.

Il Dr. Ono ha detto: “Quello che spero è che migliorando la nostra comprensione di come le cellule funzionano sistematicamente nel corpo, possiamo creare un metodo migliore e ancora più personalizzato per manipolare il nostro sistema immunitario per i benefici nella salute umana”.

I prossimi passi per il dottor Ono e il suo team saranno di provare a tradurre questa nuova tecnologia in modo che funzioni per altri tipi di cellule, dandoci una più profonda comprensione di come le nostre cellule lavorano sistematicamente nei nostri corpi.

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