Circa il 10% dei bambini in età scolare negli Stati Uniti ora ha l’asma e quasi tutti hanno iniziato a sviluppare la malattia nella prima infanzia, prima dei 5 anni. L’asma è caratterizzata da infiammazione, spasmi dei muscoli intorno alle vie aeree e eccesso di secrezione di muco che ostruiscono le vie respiratorie e rende difficile respirare. La forma più comune, l’asma atopica, è scatenata da allergeni inalati come acari della polvere domestica, peli di animali, spore fungine e polline di piante o alberi. L’ipotesi igienica afferma che l’aumento delle condizioni igienico-sanitarie nei paesi industrializzati ha portato a un aumento dell’asma. Può spiegare perché l’asma e le altre malattie allergiche delle vie aeree sono notevolmente aumentate negli ultimi decenni nei paesi industrializzati. L’ipotesi suggerisce che una minore esposizione ai prodotti microbici nelle nostre case e ambienti più puliti – a causa di una migliore igiene o di non crescere più nelle fattorie – è il principale fattore di aumento della malattia delle vie aeree allergiche. Ma come potrebbe una minore esposizione ad agenti infettivi o parassiti portare a più asma? Una ricerca della Dr.ssa Beatriz León, PhD, e colleghi dell’Università di Alabama a Birmingham, pubblicata sulla rivista Immunity, suggerisce una risposta.
León e colleghi descrivono un meccanismo in un modello murino di asma che supporta l’ipotesi igienica – hanno scoperto che i topi neonati hanno bisogno di un’esposizione più elevata a un’endotossina batterica, rispetto ai topi adulti, per evitare di sviluppare reazioni asmatiche agli acari della polvere domestica. Senza i più alti livelli di lipopolisaccaride o LPS microbico, i topi neonati hanno sviluppato una malattia allergica delle vie aeree dopo esposizione ripetuta ad acari della polvere, o allergene HDM, e questa finestra di suscettibilità per la malattia allergica delle vie aeree era aperta solo mentre i topi erano le età equivalenti di neonati e bambini piccoli. I ricercatori dell’UAB hanno dettagliato il meccanismo alla base di questa finestra di suscettibilità, che potrebbe quindi informare la ricerca sulla malattia umana. Nel modello del topo, l’esposizione delle vie aeree a HDM innesca la malattia. È interessante notare che se l’HDM veniva somministrato contemporaneamente a una dose di LPS batterico – una delle sostanze più immunogeniche conosciute – i topi non sviluppavano una malattia simile all’asma. Tuttavia, il team ha approfondito ulteriormente. Hanno scoperto che la quantità di LPS necessaria per prevenire l’asma dell’HDM era molto diversa tra topi molto giovani e topi adulti.
Una bassa dose di LPS, in combinazione con l’HDM, era sufficiente per prevenire l’asma nei topi adulti; ma quella bassa dose non impediva l’asma nei topi neonati. Invece, i topi molto giovani avevano bisogno di 10 volte tanto di LPS per prevenire l’asma dell’HDM. Queste diverse soglie per la soppressione della malattia da parte di LPS hanno portato i ricercatori attraverso una lunga serie di esperimenti per svelare il meccanismo che causa questa differenza. La storia è complessa perché le risposte immunitarie nei mammiferi implicano una complicata catena di contatti cellula-cellula tra le cellule immunitarie, la migrazione di alcune di quelle cellule immunitarie in tutto il corpo e intricate “cross-talk” tra le cellule che utilizzano composti di segnalazione proteica chiamati citochine che interagiscono con i recettori cellulari. Il punto finale dell’asma HDM è l’attivazione di cellule T naïve in linfociti T helper 2 patogeni che causano infiammazione nelle vie aeree. Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che le diverse risposte di neonati e adulti a LPS non erano dovute a nessuna differenza tra le cellule T dei neonati o degli adulti. Invece, la diversa risposta era localizzata a monte. Nei topi adulti sfidati con l’HDM e una bassa dose di LPS, le cellule dendritiche migratorie (cellule immunitarie che processano gli antigeni da microbi infettivi e presentandole a cellule T) sono state associate ad up-regulation del fattore di trascrizione T-bet nel cellule dendritiche, che hanno causato la produzione di interleuchina-12.
Come conseguenza dell’interleuchina, le cellule T naïve che interagiscono con le cellule dendritiche migratorie nei topi adulti hanno fatto aumentare T-bet, e questo passaggio ha precluso il differenziamento delle cellule T in cellule T helper 2 infiammatorie e quindi ha impedito una successiva risposta allergica patogena. Al contrario, le cellule dendritiche migratorie dei topi neonati non sono riuscite a sovraregolare T-bet e interleuchina-12 in condizioni con LPS basso. Pertanto, le cellule T naïve che interagiscono con le cellule dendritiche migratorie nei bambini non hanno ricevuto i segnali soppressivi dell’interleuchina-12 e non hanno aumentato T-bet. Senza questo, i linfociti T si differenziavano completamente in cellule Th2 patogene. Le diverse risposte delle cellule dendritiche migratorie si sono rivelate dovute a un’altra citochina cellulare, il fattore di necrosi tumorale (TNF-alfa). Gli adulti hanno prodotto rapidamente tale citochina in risposta alla sensibilizzazione a bassa dose di LPS, mentre i topi avevano una ridotta capacità di produrre TNF-alfa in risposta a LPS. La fonte del fattore di necrosi tumorale alfa non è stata specificata nello studio corrente, ma le evidenze indirette indicano alcuni tipi di globuli bianchi nel polmone.
Collettivamente, lo studio dimostra che LPS impedisce risposte allergiche T helper 2-dipendenti con soglie diverse negli adulti e nei neonati; in quanto tale, è necessario un alto contenuto di LPS nella polvere di casa trasportata dall’aria per mediare la protezione dalle malattie allergiche delle vie aeree, in particolare durante l’infanzia. Pertanto, gli scienziati ritengono che questo potrebbe essere un meccanismo plausibile alla base della maggiore suscettibilità alle reazioni allergiche osservata nei bambini cresciuti in ambienti sanitarizzati.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
Pubblicazioni scientifiche
Bachus H, Kaur K et al., León B. Immunity 2018; Dec 23.
Kaufman BP, Alexis AF. Curr All Asthma Rep. 2018; 18(10):55.
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