Itaconato: il nuovo ponte molecolare tra infiammazione e stress ossidativo

Una nuova ricerca – guidata dal Trinity College di Dublino in Irlanda – ha trovato un processo precedentemente sconosciuto che può disattivare la produzione di fattori infiammatori nei macrofagi. La loro recente scoperta riguarda una molecola nota come acido itaconico, che i macrofagi producono dal glucosio. Oltre ai ricercatori del Trinity College di Dublino, hanno collaborato anche scienziati delle seguenti istituzioni: Harvard Medical School di Boston; Johns Hopkins University di Baltimora; le università di Cambridge, Oxford e Dundee, tutte presenti nel Regno Unito; e la compagnia farmaceutica GlaxoSmithKline. I ricercatori suggeriscono che la nuova scoperta migliora la nostra comprensione dell’infiammazione e dell’infezione. Sperano che porterà a nuovi trattamenti per le malattie infiammatorie come l’artrite reumatoide e la malattia di Chron.

I macrofagi sono cellule che svolgono un ruolo chiave nell’infiammazione. Precedenti studi avevano già dimostrato che la molecola aiuta a regolare la funzione dei macrofagi, ma non è chiaro come abbia fatto. “È risaputo”, spiega Luke O’Neill, docente di Biochimica del Trinity College di Dublino, coautore dello studio, “che i macrofagi causano infiammazione, ma abbiamo appena scoperto che possono essere convinti a produrre un intermedio metabolico chiamato itaconato”. Usando cellule umane e modelli murini, lui e i suoi colleghi hanno scoperto che la produzione di itaconato era simile all’attivazione di un “off-switch, sul macrofago, raffreddando il calore dell’infiammazione in un processo mai descritto prima. I ricercatori riportano le loro scoperte in un documento ora pubblicato sulla rivista Nature.

L’infiammazione è una serie di risposte biochimiche lanciate dal sistema immunitario quando rileva qualcosa che potrebbe causare danni. Possiamo vederlo e sentirlo quando prendiamo una scheggia nel nostro dito, per esempio; l’area della ferita si gonfia, arrossa, palpita e diventa dolorosa. Mentre il processo di infiammazione si sviluppa, gruppi di cellule diverse rilasciano sostanze che, a loro volta, innescano una serie di risposte. Per esempio, fanno sì che i vasi sanguigni si espandano e diventino permeabili in modo che più cellule di sangue e di difesa possano raggiungere il sito di lesione e irritano i nervi in ​​modo che i messaggi di dolore raggiungano il cervello. Tuttavia, questo potente sistema di difesa può anche essere attivato quando il sistema immunitario attacca per errore cellule e tessuti sani. Ciò dà origine a malattie infiammatorie che possono durare per molti anni – a volte anche per tutta la vita.

I macrofagi sono cellule diverse che sono coinvolte in molti processi importanti nel corpo, compresa l’infiammazione. Come molte cellule, i macrofagi usano il glucosio per produrre energia. Tuttavia, possono anche essere indotti a usarlo per produrre itaconate. Gli scienziati sapevano già che itaconato aiuta a regolare molti processi cellulari nei macrofagi, ma la biochimica coinvolta non era chiara. Nel nuovo studio, il Prof. O’Neill e colleghi hanno dimostrato, per la prima volta, che l’itaconato è necessario per l’attivazione del fattore di trascrizione antinfiammatorio Nrf2 nei topi e nei macrofagi umani. Hanno dimostrato come, alterando la produzione di diverse proteine infiammatorie, l’acido itaconico protegga i topi da un tipo di infiammazione mortale che può insorgere durante l’infezione. Uno degli effetti della produzione di itaconato era limitare una risposta infiammatoria che coinvolgeva interferoni di tipo I.

Gli interferoni di tipo I sono un gruppo di proteine ​​che influenzano le risposte immunitarie che insorgono durante l’infezione da virus, batteri, funghi e altri agenti patogeni. Le proteine ​​sono note per essere particolarmente importanti per difendersi dai virus. Tuttavia, possono anche causare reazioni indesiderate in alcuni tipi di infezione. Gli autori concludono che i loro risultati dimostrano che l’itaconato è un metabolita antinfiammatorio cruciale che agisce attraverso Nrf2, per limitare l’infiammazione e modulare gli interferoni di tipo I. Essendo il primo a descrivere le reazioni chimiche dietro gli effetti antinfiammatori di itaconato, lo studio rappresenta un lavoro pionieristico nel campo della ricerca sull’infiammazione. I ricercatori ora pianificano di scoprire come utilizzare i risultati per creare nuove classi di farmaci anti-infiammatori.

• a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche