Ricerche

Schema del processo di rinnovo normale (sopra) e deteriorato (sotto) delle microglia. (Fonte: Cronk et al./UVA)

Il laboratorio di neuroscienze dell'Università della Virginia (UVA), che ha scoperto che il cervello si connette direttamente al sistema immunitario, ha ora trovato le prove che i medici potrebbero introdurre nel cervello miscele personalizzate di cellule immunitarie per combattere disordini genetici e malattie neurodegenerative come l'Alzheimer.

I ricercatori UVA sono riusciti a 'inglobare', o fissare, le cellule immunitarie chiamate 'macrofagi' all'interno del cervello di topi di laboratorio senza usare radiazioni. Fino ad ora, molti scienziati avevano creduto che questo fosse impossibile; le radiazioni dannose, pensavano, sarebbero state essenziali per consentire alle cellule immunitarie di oltrepassare le difese naturali del cervello.

"Ci sono alcune malattie per cui sappiamo già che la presenza dei macrofagi è chiaramente benefica, ma l'irradiazione è clinicamente una barriera massiccia", ha detto il ricercatore James C. Cronk PhD, della Facoltà di Medicina dell'UVA. "Questo [studio] supporta l'idea che si può farlo e portare queste cellule nel cervello senza dover irradiare, il che è un enorme passo avanti in termini di fattibilità".

Cellule immunitarie e malattie neurologiche

La nuova ricerca non solo stabilisce definitivamente che i macrofagi possono essere inglobati nel cervello senza irradiazione, ma rivela ciò che accade loro una volta che sono lì. In precedenza, gli scienziati erano incerti se si trasformano semplicemente in un altro tipo di cellula immunitaria (le microglia), che è abbondante nel cervello.

La scoperta che rimangono un tipo di cellula unico suggerisce che i medici potrebbero essere in grado di manipolare il mix per creare risposte immunitarie personalizzate e combattere diverse malattie e disturbi, e forse anche i traumi cerebrali.

"Ci sono gruppi di scienziati che, con alti e bassi, hanno pubblicato articoli sull'Alzheimer o sulla SLA, discutendo se durante il normale processo patologico queste cellule entrano e sostituiscono non tutte, ma alcune delle microglia", ha detto Cronk. "Se scopri che l'inglobamento è dannoso e scopriamo che cosa le sta facendo entrare, potresti bloccarlo. O potresti aumentare l'inglobamento, a seconda delle condizioni".

Riconoscere le cellule immunitarie nel cervello

Come parte del loro lavoro, i ricercatori hanno identificato una 'firma genetica' per riconoscere e distinguere i macrofagi enigmatici da altri tipi di cellule, ha detto il ricercatore Christopher C. Overall PhD, biologo computazionale nel dipartimento di neuroscienze dell'UVA e del suo Center for Brain Immunology e Glia (BIG). "Abbiamo identificato un nucleo di geni sia per i macrofagi che per le microglia", ha affermato. "Ora è importante che possiamo riconoscere i macrofagi inglobati rispetto alle microglia, e le microglia da qualsiasi altra cosa".

Il ricercatore senior Jonathan Kipnis PhD, preside del Dipartimento di Neuroscienze e direttore del BIG Center, ha osservato che la capacità di rilevare le cellule potrà infine consentire ai medici di prevedere il rischio di malattia neurologica dei pazienti. "È molto probabile che queste cellule entrino in qualche modo nel cervello e che quindi predispongano il cervello al disordine o lo proteggano dal disordine", ha detto. "Un giorno potremmo essere in grado di dire che probabilmente non avrai il morbo di Parkinson perché hai queste cellule in quella zona".

Kipnis ha osservato che il lavoro rappresenta un'importante collaborazione interdisciplinare, che riunisce scienziati della Facoltà di Medicina e della Facoltà di ingegneria e scienze applicate dell'UVA. "I ricercatori del BIG avevano un affascinante problema di analisi delle immagini che nessun software esistente poteva risolvere", ha detto Scott Acton PhD, del Dipartimento di ingegneria elettrica e informatica della Facoltà di ingegneria. "Se si pensa alle microglia come a un polipo nella forma, i ricercatori del BIG dovevano seguire le estremità dei tentacoli, i processi delle microglia e misurare le loro velocità e trovare la loro destinazione. Siamo riusciti a fornire un algoritmo e un programma per computer che ora possiamo rendere disponibili ad altri ricercatori attraverso questa pubblicazione".

Cronk ha notato che la collaborazione ha trovato risposte ad alcune importanti domande che affliggono i ricercatori del cervello. "Esiste un'area di ricerca molto, molto, attiva per capire se questi macrofagi sono presenti nelle malattie neurodegenerative e se danno benefici o no", ha detto Cronk. "Abbiamo stabilito che sì, questo è un tipo di cella univoco. ... Il prossimo passo è, OK, cosa stanno facendo nella fisiologia? Possono essere messi lì artificialmente o rimossi come strategia terapeutica?"