L’importanza degli Antiossidanti e del Glutatione, il Capo d’Orchestra

di Philippe Lagarde

Nuovo approccio per curare l’autoimmunità attraverso una nutrizione su misura e per sostenere la terapia del cancro


Gli scienziati del Dipartimento di infezione e immunità dell’Istituto lussemburghese di salute (LIH) hanno rivelato un nuovo meccanismo attraverso il quale il sistema immunitario può controllare l’autoimmunità e il cancro. Nell’attenzione speciale dei ricercatori ci sono le cellule T regolatorie – un tipo specifico di globuli bianchi che in generale agiscono come un freno al sistema immunitario. Il team di ricerca LIH guidato dal Prof Dirk Brenner, FNR ATTRACT e Responsabile dell’immunologia sperimentale e molecolare, ha rivelato un meccanismo che controlla la funzione delle cellule T regolatorie e determina l’equilibrio tra autoimmunità e attività anticancro. In un modello preclinico, gli scienziati hanno inoltre dimostrato che la spiegazione del meccanismo metabolico di una malattia può portare alla riduzione della malattia mediante una dieta razionalmente progettata che affronta in modo specifico queste alterazioni metaboliche. Ciò stabilisce una nuova direzione per il futuro trattamento delle malattie metaboliche. Questi risultati, che sono stati pubblicati oggi sulla principale rivista internazionale Cell Metabolism, hanno importanti implicazioni per lo sviluppo di opzioni di trattamento personalizzate per i disturbi autoimmuni e il cancro.
“Il nostro sistema immunitario è necessario per una sana funzione corporea e ci protegge da ogni tipo di infezione. Particolarmente importanti a questo proposito sono le cellule T, e in particolare le cellule T regolatorie. Sebbene rappresentino solo una piccola parte di tutte le cellule T, sono cruciali per tenere sotto controllo il nostro sistema immunitario”, spiega il prof. Brenner. “Se le cellule T regolatorie non sono funzionali, il sistema immunitario sfugge al controllo e si gira contro il proprio corpo. Ciò può portare a malattie autoimmuni dannose come la sclerosi multipla, il diabete di tipo 1 o l’artrite. Tuttavia, un sistema immunitario altamente reattivo può uccidere le cellule tumorali in modo molto efficiente. Ciò ha portato allo sviluppo di “inibitori del checkpoint”, farmaci specifici che scatenano un attacco del sistema immunitario alle cellule tumorali e che hanno vinto il premio Nobel per la medicina nel 2018 “. Gli scienziati lussemburghesi hanno adottato questo punto di vista e hanno rivelato un nuovo meccanismo mediante il quale questo equilibrio tra una reazione immunitaria estrema o attenuata può essere controllato modificando il metabolismo delle cellule T regolatorie.
Inizialmente, i ricercatori si sono concentrati su come le cellule T regolatorie affrontano lo stress. Lo stress cellulare può provenire dalle cellule stesse, ad esempio quando si attivano e si dividono, ma anche dal loro ambiente, in particolare dalle cellule tumorali vicine. I radicali liberi chiamati specie reattive dell’ossigeno (ROS) sono i mediatori molecolari dello stress cellulare. Questi sono dannosi per le cellule e quindi devono essere inattivati. “I radicali liberi dell’ossigeno sono” neutralizzati “dagli antiossidanti e il principale antiossidante nelle cellule T è una molecola nota come glutatione. Siamo rimasti sorpresi quando ci siamo resi conto che le cellule T regolatorie avevano circa il triplo di glutatione rispetto alle altre cellule T. Ciò ha indicato una funzione importante “, afferma Henry Kurniawan, primo autore dello studio e dottorando nel gruppo del Prof Brenner. Attraverso un sofisticato approccio genetico, gli scienziati hanno rimosso un gene chiamato “glutammato cisteina ligasi” (Gclc) solo in una piccola popolazione di cellule T regolatorie nei topi. Il gene Gclc è fondamentale per la produzione di glutatione. Il team del Prof Brenner ha scoperto che i radicali liberi si sono accumulati in queste cellule T regolatorie geneticamente modificate e che queste cellule hanno perso la loro capacità di agire come freno sul sistema immunitario. Sorprendentemente, questo ha portato a una massiccia attivazione immunitaria e a una fatale malattia autoimmune.
Il team ha anche scoperto che l’assenza di glutatione nelle cellule T regolatorie ha aumentato enormemente il metabolismo della serina. La serina è uno dei 22 diversi aminoacidi che costituiscono i mattoni delle proteine, che a loro volta sono importanti per la struttura e la funzione delle cellule. Nessun precedente gruppo di ricerca aveva mai studiato prima la connessione tra glutatione, radicali liberi, serina e funzione delle cellule T regolatorie. Il team del Prof Brenner ha caratterizzato l’alterazione metabolica che ha portato alla malattia autoimmune osservata nei loro topi mutanti. Sulla base delle loro scoperte, hanno progettato un piano nutrizionale specifico con l’obiettivo di correggere questi cambiamenti metabolici che causano malattie. In questo piano dietetico mancavano sia gli aminoacidi serina che la glicina strettamente correlata. È interessante notare che questa dieta di precisione ingegnerizzata ha soppresso la grave autoimmunità e non si è sviluppata alcuna malattia. “È importante sottolineare che il nostro studio dimostra che l’assenza di solo 2 amminoacidi su 22 può curare una malattia autoimmune complessa. Pertanto, chiarire l’esatta base metabolica e molecolare di una malattia offre la possibilità di correggere queste anomalie metaboliche attraverso una dieta speciale che viene adattata con precisione al meccanismo della malattia delineata. Il nostro studio potrebbe essere un primo passo nella direzione del trattamento personalizzato delle malattie metaboliche e dell’autoimmunità”, spiega il prof. Brenner.
“La relazione tra glutatione, radicali liberi e serina può essere utilizzata come” interruttore “per modulare l’attivazione delle cellule immunitarie. Una maggiore attività delle cellule immunitarie è benefica per i malati di cancro. Siamo rimasti incuriositi dall’idea di utilizzare i nostri risultati anche per aumentare le risposte antitumorali “, aggiunge. In effetti, il team ha inoltre dimostrato che livelli più bassi di glutatione nelle cellule T regolatorie e il conseguente aumento dell’attivazione delle cellule immunitarie hanno portato a un significativo rigetto del tumore, che potrebbe aprire nuove strade terapeutiche per il trattamento del cancro. “Questi risultati sorprendenti mostrano l’enorme potenziale di ottimizzazione del metabolismo per prevenire l’autoimmunità e colpire il cancro. Ciò potrebbe spianare la strada allo sviluppo di una nuova generazione di immunoterapie “, spiega il prof Markus Ollert, direttore del Dipartimento per le infezioni e l’immunità di LIH. “La pubblicazione di questi risultati in una rivista internazionale così competitiva e prestigiosa è un risultato importante non solo per il nostro dipartimento e istituto, ma per l’intera comunità di ricerca biomedica lussemburghese”, conclude.

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Chi è il Dr. Lagarde

Philippe Lagarde è un rinomato medico specializzato in oncologia, conosciuto in tutto il mondo per le sue idee e tecniche innovative di applicazione delle cure per il cancro e dal suo immenso impegno sociale verso le persone affette dalla malattia.

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