Tajie Harris, PhD, ha scoperto come il corpo tiene sotto controllo un comune parassita del cervello. La scoperta ha implicazioni per le infezioni del cervello, le malattie neurodegenerative e altro ancora.
Più di 30 milioni di americani sono infettati da un parassita del cervello diffuso da gatti e carne contaminata, ma la maggior parte non mostrerà mai i sintomi. Una nuova scoperta dell’Università della Virginia School of Medicine spiega perché, e questa scoperta potrebbe avere importanti implicazioni per le infezioni del cervello, malattie neurodegenerative e disturbi autoimmuni.
I ricercatori UVA hanno scoperto che il parassita, Toxoplasma gondii, è tenuto sotto controllo da difensori del cervello chiamati microglia. Queste microglia rilasciano una molecola immunitaria unica, IL-1a, che recluta cellule immunitarie dal sangue per controllare il parassita nel cervello, hanno scoperto gli scienziati. Questo processo funziona così bene che pochissime persone sviluppano la toxoplasmosi sintomatica, la malattia che il parassita causa.
Comprendere il ruolo della microglia è essenziale perché normalmente sono le uniche cellule immunitarie nel cervello. La nuova scoperta rivela come reclutare aiuto quando necessario, e questa scoperta potrebbe applicarsi a qualsiasi condizione del cervello con una componente immunologica – tra cui lesioni cerebrali, malattie neurodegenerative, ictus, sclerosi multipla e altro ancora.
“La microglia deve morire per salvare il cervello da questa infezione”, ha detto il ricercatore Tajie Harris, PhD, del Dipartimento di Neuroscienze della UVA e il direttore ad interim del Centro di immunologia del cervello e Glia (BIG). “Altrimenti l’IL-1a rimane bloccato all’interno della microglia e non avviserebbe il sistema immunitario che qualcosa non va.”
Combattere il parassita del cervello
Il dipartimento di neuroscienze e il centro BIG dell’UVA negli ultimi anni hanno riscritto completamente la nostra comprensione del rapporto del cervello con il sistema immunitario del corpo. Per decenni, i libri di testo hanno insegnato che il cervello era scollegato dal sistema immunitario. La ricerca UVA, tuttavia, ha dimostrato che non era così, con grande shock della comunità scientifica. Molti ricercatori stanno ora esplorando le implicazioni di questa importante scoperta.
Un’area di interesse è la microglia e il suo ruolo nella difesa del cervello. Questa è stata una domanda difficile a cui rispondere perché la microglia è strettamente legata ad altre cellule immunitarie in altre parti del corpo. Fino a poco tempo fa, gli strumenti di laboratorio realizzati per colpire la microglia hanno preso di mira anche queste altre cellule, rendendo difficile distinguere tra le due.
La ricercatrice dell’UVA Samantha J. Batista, una studentessa laureata nel laboratorio di Harris, ha usato un approccio elegante che ha sfruttato la natura longeva della microglia per capire il loro ruolo nell’infezione del cervello. Lei e i suoi colleghi hanno scoperto che l’infezione ha causato la morte della microglia in modo infiammatorio – un modo che le cellule immunitarie strettamente correlate non fanno.
La microglia è scoppiata, i ricercatori hanno determinato, per reclutare cellule immunitarie chiamate macrofagi per controllare l’infezione da Toxoplasma gondii. Questa scoperta aiuta a spiegare perché la maggior parte delle persone non hanno problemi a controllare il parassita, mentre alcuni – soprattutto le persone che sono immunocompromesse – possono diventare molto malati.
“Capire percorsi come questo potrebbe essere utile per altre malattie che coinvolgono la neuroinfiammazione”, ha detto Batista. “Possiamo chiederci se promuovere questo percorso è utile in situazioni in cui è necessaria una maggiore presenza immunitaria nel cervello, come le infezioni o i tumori, e anche se inibire questa molecola potrebbe essere utile nelle malattie guidate da troppa neuroinfiammazione, come la sclerosi multipla. Mirando a un percorso specifico come questo potrebbe avere meno effetti off-target che mirando l’infiammazione più ampiamente.”
In futuro, Harris, Batista e i loro collaboratori sono interessati a capire come microglia rilevare i parassiti nel cervello. La microglia potrebbe riconoscere direttamente la presenza del parassita, o potrebbe riconoscere i danni al tessuto cerebrale, un fenomeno che si verifica in molte malattie.
“Il sistema immunitario deve entrare nel cervello per combattere le infezioni pericolose”, ha detto Harris, che fa parte del Carter Immunology Center della UVA. “Ora capiamo come la microglia suona l’allarme per proteggere il cervello. Sospettiamo che segnali simili sono mancati o male interpretati nella malattia di Alzheimer, aprendo una nuova ed eccitante strada di ricerca in laboratorio.”
Risultati pubblicati
I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati nella rivista scientifica Nature Communications. Il team di ricerca era composto da Batista, Katherine M. Still, David Johanson, Jeremy A. Thompson, Carleigh A. O’Brien, John R. Lukens e Harris.
La ricerca è stata sostenuta dal National Institutes of Health sovvenzioni R01NS091067, R56NS106028, R01NS112516, R01NS106383, T32AI007046, T32GM008328 e T32AI007496; un Carter Immunology Center Collaborative Research Grant; Alzheimer’s Association grant AARG-18-566113; la Owens Family Foundation; e un University of Virginia Research & Development Award.
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Questo articolo è stato co-autore di Katherine Still, un membro del team di ricerca e uno scrittore di salute e scienze con il giornale studentesco Cavalier Daily della UVA.
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