Come i polmoni si difendono dai virus

I pazienti con una grave infezione da virus influenzale spesso soffrono di mancanza di respiro. Ciò è dovuto al fatto che il virus danneggia il tessuto polmonare, per cui durante la respirazione entra nell'organismo una minore quantità di ossigeno dall'aria. Nei casi più gravi, questo può portare alla morte. I ricercatori guidati da Manfred Kopf dell'Istituto delle scienze molecolari della salute all'ETH di Zurigo hanno ora studiato nei topi come il sistema immunitario innato mantiene la funzione polmonare durante le infezioni virali. Un certo tipo di cellule immunitarie, note come macrofagi alveolari, svolge un ruolo cruciale in questo processo. "Sono assolutamente vitali per la sopravvivenza", afferma Manfred Kopf. Nell'esperimento, i ricercatori hanno infettato i topi con il virus dell'influenza H1N1. Mentre i topi normali sono sopravvissuti all'infezione, gli animali geneticamente modificati privi di macrofagi alveolari sono morti. Il motivo: la loro funzione polmonare era così gravemente compromessa che non ricevevano più ossigeno a sufficienza.

I macrofagi alveolari sono fagociti specializzati situati negli alveoli dei polmoni. Qui possono entrare gli agenti patogeni inalati con l'aria. Rimangono intrappolati nel muco che ricopre la superficie degli alveoli. Finora si pensava che i macrofagi alveolari proteggessero principalmente da batteri e funghi divorandoli insieme al muco. "Tuttavia, il fatto che proteggano l'organismo dalle complicazioni potenzialmente letali di un'infezione influenzale è una novità", afferma Kopf.

Aspiratori cellulari

Tuttavia, i macrofagi svolgono questa funzione indirettamente: Non combattono il virus in sé, ma rimuovono i detriti dalle cellule che sono state distrutte dal virus. "Funzionano come una sorta di aspirapolvere, rimuovendo lo sporco dai polmoni", spiega l'immunologo. Se mancano le cellule spazzino, i detriti cellulari e il muco intasano gli alveoli e ostacolano la respirazione. Questo è stato dimostrato nell'esperimento utilizzando immagini al microscopio dei polmoni e misurazioni dell'ossigeno nel sangue. I ricercatori del Fare all'ETH hanno pubblicato i risultati del loro studio sulla rivista PLOS Pathogens nell'aprile di quest'anno.

In uno studio successivo, appena pubblicato sulla rivista "Nature Immunology", Kopf e il suo team hanno studiato come si sviluppano i macrofagi alveolari. Finora si riteneva che, come tutte le altre cellule del sistema immunitario, si formassero da cellule staminali nel midollo osseo e che da lì migrassero negli alveoli nel corso della vita attraverso il sangue. I ricercatori del Fare all'ETH sono ora riusciti a dimostrare che questa supposizione è sbagliata utilizzando embrioni di topo. "I precursori dei macrofagi alveolari migrano dal fegato ai polmoni poco prima della nascita, dove maturano in fagociti funzionali dopo la nascita", spiega Manfred Kopf. Le cellule adulte possono poi rinnovarsi nei polmoni per tutta la vita".

Punto di partenza per il trattamento dell'influenza

I ricercatori sono riusciti anche a decifrare quali molecole sono necessarie per questo processo di maturazione. Studi precedenti di altri gruppi di ricerca avevano già indicato che il fattore di crescita GM-CSF svolge un ruolo importante. Questo viene prodotto dalle cellule epiteliali degli alveoli e agisce come sostanza messaggera che si lega ai macrofagi e attiva una molecola di segnalazione in essi chiamata PPARgamma, che regola centinaia di altri geni. "? stata una sorpresa", afferma Kopf. In precedenza, infatti, si sapeva che PPARgamma regolava principalmente il metabolismo delle cellule adipose e la sensibilità all'insulina. Alcuni farmaci contro il diabete dell'adulto, noti come tiazolidinedioni, hanno come bersaglio questa molecola.

Il ricercatore spera che in futuro questi farmaci possano essere utilizzati anche per il trattamento dell'influenza. L'attivazione di PPARgamma potrebbe infatti favorire la maturazione dei macrofagi alveolari e quindi rafforzare il sistema immunitario. "Questo potrebbe migliorare la funzione polmonare dei pazienti e aiutarli a superare la malattia", afferma Kopf. Tuttavia, si tratta ancora di speculazioni, in quanto non sono ancora stati condotti studi sull'uomo.