Mentre il sistema immunitario adattivo ricorda i precedenti incontri con gli intrusi per aiutarsi a resistere nel caso in cui invadessero nuovamente, il sistema immunitario innato attacca qualsiasi cosa abbia tratti comuni ai germi. La relativa semplicità dell’immunità innata le consente di rispondere ai nuovi insulti più rapidamente dell’immunità adattativa. Precedenti studi sugli esseri umani hanno rivelato che la stimolazione elettrica del nervo vago potrebbe ridurre la risposta legata a una specifica molecola infiammatoria. Tuttavia, molto rimaneva sconosciuto sulla natura di questo sistema corpo-cervello: ad esempio, la generalità della modulazione dell’immunità da parte del cervello e la risposta infiammatoria, le linee selettive di comunicazione tra il corpo e il cervello, la logica del circuito neurale sottostante e l’identità dei componenti vagali e cerebrali che monitorano e regolano l’infiammazione.
Un nuovo studio sui topi condotto da ricercatori dello Zuckerman Institute della Columbia mostra che il cervello può dirigere il sistema immunitario a un livello inaspettato, in grado di rilevare, aumentare e reprimere l’infiammazione. Un recente lavoro del laboratorio Zuker, professore di Biochimica, Biofisica molecolare e Neuroscienze, e di altri gruppi sta rivelando l’importanza dell’asse corpo-cervello, un percorso vitale che trasmette i dati tra gli organi e il cervello. Ad esempio, hanno scoperto che lo zucchero e il grasso che entrano nell’intestino utilizzano l’asse corpo-cervello per stimolare il desiderio e il forte appetito per cibi zuccherati e grassi. Gli scienziati hanno cercato le connessioni che il cervello potrebbe avere con l’infiammazione e l’immunità innata, il sistema di difesa condiviso da tutti gli animali e il componente più antico del sistema immunitario.
Il laboratorio Zuker si è rivolto a un composto batterico che attiva le risposte immunitarie innate. Gli scienziati hanno scoperto che somministrare questa molecola ai topi attivava il nucleo caudale del tratto solitario, o cNST, che è nascosto all’interno del tronco encefalico. Il cNST svolge un ruolo importante nell’asse corpo-cervello ed è il bersaglio primario del nervo vago. Gli scienziati hanno dimostrato che la soppressione chimica del cNST determinava una risposta infiammatoria fuori controllo all’insulto immunitario: i livelli di citochine proinfiammatorie immunitarie erano più alte del 300% del normale, e i livelli di molecole immunitarie antinfiammatorie rilasciate dal sistema immunitario erano circa tre volte inferiori al normale. Al contrario, l’attivazione artificiale del cNST ha ridotto i livelli di molecole proinfiammatorie di quasi il 70% e ha aumentato quelle antinfiammatorie di quasi 10 volte.
Precedenti ricerche sulla stimolazione del nervo vago negli esseri umani suggeriscono che i risultati vanno oltre i topi. La nuova ricerca potrebbe anche essere in linea con migliaia di anni di pensiero sulla potenziale importanza della mente sul corpo, giustificando potenzialmente molti effetti psicosomatici. Gli scienziati hanno identificato i gruppi specifici di neuroni nel nervo vago e nel cNST che aiutano a rilevare e controllare l’attività pro e antinfiammatoria. Sfruttare l’attività di questo circuito può fare la differenza in un’ampia gamma di condizioni che colpiscono il sistema immunitario e aiutare a trattare stati infiammatori disregolati nelle persone che soffrono di malattie e disturbi immunitari. Uno studio su Lancet del 2023 ha speculato che le malattie autoimmuni possono colpire circa un individuo su 10.
La ricerca futura potrebbe identificare farmaci in grado di colpire questo nuovo circuito cerebrale per aiutare a trattare una vasta gamma di disturbi e malattie in cui il sistema immunitario va in tilt. Dati a sostegno di questa convinzione provengono da un’altra recentissima pubblicazione di un team congiunto del Feinstein Institutes for Medical Research, che ha mostrato come la stimolazione del nervo vago modula i centri germinali linfoidi contenenti linfociti B, agendo attraverso diversi tipi di recettori dell’acetilcolina. Utilizzando un modello murino di stimolazione cronica del nervo vago (VNS), i ricercatori hanno scoperto che vi erano titoli più bassi di IgG ad alta affinità, un minor numero di cellule B del centro germinale antigene-specifico e un’espressione alterata di mRNA e proteine.
Studi in vitro hanno rivelato che i recettori nicotinici dell’acetilcolina α7 e α9 regolano direttamente la produzione da parte delle cellule B di TNF-alfa, una citochina cruciale per l’aggregazione delle cellule dendritiche follicolari. Il recettore nicotinico α4, invece, ha inibito la coligazione del recettore CD19 al recettore generale delle cellule B (BCR), presumibilmente diminuendo la sopravvivenza cellulare. Le diverse vie di segnalazione a valle di questi recettori potrebbero spiegare questi effetti diametralmente opposti. Infatti, il recettore alfa4 agisce attraverso l’asse beta-arrestina/c-Src//PLC/PKC-beta, mentre i sottotipi alfa7 ed alfa9 utilizzano il sistema Janus chinasi (JAK2/STAT-3) per attivare MAP -chinasi e la via della chinasi PI3K/Akt/mTOR, per stimolare l’espressione genica ed up-regolare le citochine come TNF-alfa, IL-1 e IL-6, come spiegato in precedenza.
In sintesi, la scoperta di modi per controllare questo nuovo circuito cerebrale potrebbe portare a nuove terapie per le comuni malattie autoimmuni come le malattie neurodegenerative, il lupus eritematoso, l’artrite reumatoide, la sclerosi multipla, il diabete di tipo I e le malattie infiammatorie intestinali. Anche condizioni come la sindrome da COVID lungo e il rigetto immunitario dei trapianti avrebbero una potenziale spiegazione dietro un tale meccanismo.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
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