Nuovi modelli in vivo per studiare e prevenire le infezioni batteriche
Per immunità autonoma della cellula si intende la capacità delle cellule di difendersi autonomamente dalle infezioni. Nell’ambito dell’immunità innata, è una prima linea di difesa dell’ospite dall’invasione microbica. Il primo e fondamentale passo nella difesa dell’ospite autonoma della cellula è il riconoscimento dell’agente patogeno, che contribuisce all’individuazione e alla precisa localizzazione di un agente patogeno da parte della cellula ospite. Una recente ricerca ha dimostrato che anche i componenti del citoscheletro cellulare, la complessa rete di filamenti e tubuli che definisce la forma e la forza della cellula, giocano un ruolo importante nell’immunità autonoma della cellula supportando il rilevamento batterico e mettendo in atto funzioni antibatteriche. L’obiettivo del progetto MYCO TRAPS, finanziato dall’UE (borse di studio individuali delle azioni Marie Skłodowska-Curie), era quello di scoprire i compiti per il citoscheletro nell’immunità autonoma della cellula verso gli agenti patogeni batterici invasivi, quali ad esempio la Shigella (importante agente patogeno umano responsabile della dissenteria bacillare) e il Mycobacterium marinum (batterio strettamente imparentato a M. tuberculosis, usato per modellare la tubercolosi nel pesce zebra). La ricerca è stata portata a termine usando tecniche di microscopia ad alta risoluzione e strumenti all’avanguardia di biologia cellulare. «Siamo stati in grado di studiare le interazioni della Shigella con il citoscheletro e indagare il ruolo in vivo di queste interazioni nell’immunità cellulare», dice il dott. Mostowy, coordinatore del progetto MYCO TRAPS. Un collegamento chiave tra infezione batterica e infiammazione La prima parte del progetto ha comportato la generazione di modelli appropriati di pesce zebra (Danio rerio, un pesce d’acqua dolce) necessari per monitorare l’infezione batterica. «La principale difficoltà che abbiamo incontrato è stata la mancanza di strumenti disponibili per visualizzare i rimodellamenti del citoscheletro in vivo usando il pesce zebra subito dopo l’infezione batterica», sottolinea il dott. Mostowy. Lo sviluppo di linee mutanti e transgeniche ha reso possibile la scoperta di un meccanismo in precedenza sconosciuto mediante il quale le septine, un componente scarsamente compreso del citoscheletro, controllano l’infiammazione durante l'infezione da Shigella in vivo. MYCO TRAPS ha inoltre contribuito a scoprire che la produzione d’emergenza dei principali globuli bianchi del sangue usati nelle infezioni batteriche, ovvero i granulociti, può incrementare la difesa immunitaria innata contro un’infezione secondaria. Tutto questo mette in risalto il pesce zebra quale importante modello animale per studiare la «immunità innata addestrata». Nuovi strumenti per combattere le malattie infettive MYCO TRAPS ha generato cinque modelli transgenici in vivo (linee di septine di pesce zebra KO) utilizzabili per studiare la predisposizione all’infezione. «La comprensione dell’immunità innata addestrata può aiutare lo sviluppo di terapie contro l’infezione batterica, mentre lo studio delle septine responsabili dell’immunità cellulare può chiarire nuovi meccanismi di difesa dell’ospite», conclude il dott. Mostowy.
Parole chiave
MYCO TRAPS, modello, Shigella, Mycobacterium marinum, immunità innata, immunità autonoma della cellula, septine, infezione batterica
