Il corpo vs gli agenti patogeni

Uno studio pionieristico ha mostrato come il corpo umano si difende dagli agenti patogeni invasori

Un team di ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory e dell’Università della California, Berkeley, ha identificato un cluster proteico a forma di anello utilizzato dal sistema immunitario. Chiamato “inflammasome NAIP5-NLRC4”, questo anello di proteine neutralizza gli agenti patogeni.

“Utilizza molte parti proteiche, tra cui alcune delle funzioni precedentemente sconosciute “, ha detto Eva Nogales, ricercatrice capo e biologa strutturale UC Berkeley.

I ricercatori hanno utilizzato la microscopia crioelettronica (cryo-EM) per costruire una visualizzazione tridimensionale dettagliata di un inflammasoma NAIP5-NLRC4 che lega una flagellina, un cilindro cavo che forma il filamento del flagello batterico. La funzione principale di questo elemento è spingere i batteri in avanti.

Secondo NERSC.gov, questo è il modo in cui si formano gli inflammasomi NAIP5-NLRC4. Nello specifico, una proteina NAIP5 deve prima aggrapparsi a una molecola di flagellina. Poi, copie di una proteina NLRC4 si coalizzano per creare la struttura ad anello.

“Abbiamo scoperto che la flagellina entra in contatto con sei diverse parti, chiamate domini, di NAIP5, alcune delle quali non erano state precedentemente ritenute importanti per il riconoscimento della flagellina e una delle quali non aveva alcuna funzione nota “, ha osservato Nogales.

Oltre ad attaccarsi ai flagelli batterici, i ricercatori hanno scoperto che le proteine NAIP5 ispezionano porzioni di queste strutture. Analizzando prima potenziali minacce, il sistema immunitario è in grado di scegliere la migliore linea d’azione. Nel caso dell’inflammasoma NAIP5-NLRC4, la proteina NLRC4 segnala un allarme chimico che induce la piroptosi.

Questo è un processo di morte cellulare programmata che si verifica più spesso come parte di una risposta antimicrobica. Le cellule del sistema immunitario si gonfiano, si aprono e rilasciano citochine che chiamano in aiuto altre cellule del sistema immunitario.

Parlando delle loro scoperte, la co-conduttrice Nicole Haloupek ha osservato: “I batteri si evolvono rapidamente, duplicando se stessi più velocemente di quanto possiamo riprodurli e creando moltitudini di nuovi ceppi mutanti.”

Haloupek e i suoi colleghi hanno creato ceppi mutanti di Legionella pneumophila, il batterio responsabile della malattia del legionario. Nonostante i piccoli cambiamenti ai loro flagelli, i batteri della Legionella non sono stati in grado di sfuggire al rilevamento delle proteine NAIP5. Inoltre, eventuali mutazioni flagze significative hanno effettivamente permesso ai batteri di aggirare le proteine NAIP5. Tuttavia, facendo questo ha impedito il movimento del flagello e reso difficile per i batteri muoversi.

“Questo ci aiuta a capire perché il patogeno non può sfuggire solo mutando”, ha detto Vance.

I ricercatori hanno inoltre osservato che le loro scoperte potrebbero aprire la strada a ulteriori studi sul sistema immunitario e sulle sue proteine.