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Come lo zucchero favorisce l’infiammazione

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Le persone che consumano zucchero e altri carboidrati in eccesso per un lungo periodo di tempo hanno un rischio maggiore di sviluppare una malattia autoimmune. Nei pazienti affetti, il sistema immunitario attacca i tessuti dell’organismo e le conseguenze sono, ad esempio, malattie infiammatorie croniche intestinali come il morbo di Crohn e la colite ulcerosa, il diabete di tipo 1 e l’infiammazione cronica della tiroide.

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Nuovi obiettivi per la terapia

I meccanismi molecolari sottostanti che promuovono le malattie autoimmuni sono multistrato e complessi. Ora, gli scienziati dell’Università Julius Maximilians di Würzburg (JMU) sono riusciti a decifrare nuovi dettagli di questi processi. Il loro lavoro supporta l’idea che un consumo eccessivo di glucosio promuove direttamente le funzioni patogene di alcune cellule del sistema immunitario e che, al contrario, una dieta ipocalorica può avere un effetto benefico sulle malattie immunitarie. Sulla base di questi risultati, hanno anche identificato nuovi bersagli per interventi terapeutici: un blocco specifico dei processi metabolici dipendenti dal glucosio in queste cellule immunitarie può sopprimere reazioni immunitarie eccessive.

Il Dr. Martin Väth è responsabile dello studio, che è stato ora pubblicato sulla rivista Cell Metabolism . È un giovane leader di un gruppo di ricerca presso l’Institute of Systems Immunology, un gruppo di ricerca di Max Planck sotto l’egida della JMU che si concentra sull’interazione del sistema immunitario con l’organismo. In questo studio sono stati coinvolti anche collaboratori di Amsterdam, Berlino, Friburgo e Leuven.

Trasportatore di glucosio con un lavoro laterale

Martin Väth spiega che ” le cellule immunitarie hanno bisogno di grandi quantità di zucchero sotto forma di glucosio per svolgere i loro compiti. Con l’aiuto di trasportatori specializzati sulla loro membrana cellulare , possono assorbire il glucosio dall’ambiente”. Insieme al suo team, Väth ha dimostrato che uno specifico trasportatore del glucosio , chiamato scientificamente GLUT3, svolge ulteriori funzioni metaboliche nei linfociti T oltre alla generazione di energia dallo zucchero.

Nel loro studio, gli scienziati si sono concentrati su un gruppo di cellule del sistema immunitario che non sono note da molto tempo: le cellule T helper di tipo 17, dette anche linfociti Th17, che svolgono un ruolo importante nella regolazione dei processi (auto)infiammatori .

“Queste cellule Th17 esprimono molte proteine ??GLUT3 sulla loro superficie cellulare”, spiega Väth. Una volta assorbito, il glucosio viene prontamente convertito in acido citrico nei mitocondri prima di essere metabolizzato in acetil-coenzima A (acetil-CoA) nel citoplasma. L’acetil-CoA è coinvolto in numerosi processi metabolici , inclusa la biosintesi dei lipidi.

Influenza sui geni proinfiammatori

Tuttavia, l’acetil-CoA svolge funzioni aggiuntive nelle cellule infiammatorie Th17. Väth e il suo team hanno dimostrato che questo intermedio metabolico può anche regolare l’attività di vari segmenti genici. Pertanto, il consumo di glucosio ha un’influenza diretta sull’attività dei geni proinfiammatori.

Secondo i ricercatori, queste nuove scoperte aprono la strada allo sviluppo di una terapia mirata delle malattie autoimmuni. Ad esempio, il blocco della sintesi GLUT3-dipendente dell’acetil-CoA da parte dell’integratore alimentare idrossicitrato, usato per trattare l’obesità, può mitigare le funzioni patogene delle cellule Th17 e ridurre i processi infiammatori-patologici. La cosiddetta “riprogrammazione metabolica” dei linfociti T apre nuove possibilità per il trattamento delle malattie autoimmuni senza limitare le funzioni protettive delle cellule immunitarie.

Ulteriori informazioni: Sophia M. Hochrein et al, Il trasportatore del glucosio GLUT3 controlla le risposte delle cellule T helper 17 attraverso la riprogrammazione glicolitica-epigenetica, Cell Metabolism (2022). DOI: 10.1016/j.cmet.2022.02.015

Espressione di GLUT3 sui linfociti T attivati.
GLUT3 (verde) è localizzato sulla superficie cellulare, sono stati mostrati anche i mitocondri (viola) e il nucleo (blu).
Credito: Immagine: Team Väth

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