Così il sistema immunitario “danza” contro le infezioni / Thus the immune system "dances" against infections
Così il sistema immunitario “danza” contro le infezioni / Thus the immune system "dances" against infections
Con la serietà e la competenza che le sono proprie Antonella Viola (che insegna Patologia Generale all’Università di Padova ed è Direttrice Scientifica dell’Istituto di Ricerca Pediatrica IRP – Città della Speranza) intercala, in questo libro, momenti e scelte importanti della sua vita personale con spiegazioni sul significato delle sue ricerche, raccontando come si comporta il nostro corpo quando è soggetto a vari squilibri o a infezioni, compresa quella provocata dal coronavirus nella pandemia da Covid-19. Possiamo cosi addentrarci nella conoscenza del sistema immunitario e individuare le caratteristiche del suo funzionamento, immaginandolo come un aiuto potente a ripristinare un equilibrio fisiologico perduto per cause non sempre evidenti. Anche se il linguaggio abituale ci induce a metafore di tipo bellicoso, in realtà – spiega Viola – l’attività del sistema immunitario “somiglia molto più alla coreografia di una danza che a una guerra”, e in questa danza si attiva una rete di scambi tra cellule anche lontanissime fra loro, che continuamente inviano e ricevono messaggi scambiando preziose informazioni.
Ma come può un sistema cellulare sentire la presenza di sostanze estranee penetrate all’interno del nostro corpo? Deve certamente avere una grande sensibilità ed anche una grande specificità, cioè deve saper anche distinguere, tra le sostanze estranee, quelle pericolose. Sensibilità e specificità sono state acquisite nei lunghissimi tempi dell’evoluzione dal sistema immunitario che, da forme primitive, si è specializzato in quelle assai sofisticate presenti nei mammiferi. Nello stesso tempo, tuttavia, anche i patogeni hanno evoluto nuove specificità difensive, in una sorta di inseguimento biologico in cui ciascun sistema mette in gioco la propria sopravvivenza.
Nel lungo percorso evolutivo, si sono sviluppate nell’organismo sia molecole capaci di rispondere alla presenza di microbi estranei sia molecole capaci di riconoscere cellule proprie, morte o danneggiate, provocando in entrambi i casi una infiammazione dei tessuti, cioè una risposta immunitaria capace di attivare i processi di guarigione. Ma nel caso del Covid-19 le cose possono andare diversamente. Il coronavirus è infatti in grado di produrre una potente reazione infiammatoria ma, in alcuni pazienti, è proprio un eccesso di difese nell’organismo che provoca il danno maggiore. “Il virus aggredisce le vie respiratorie – spiega Viola – ma l’infiammazione prodotta dal nostro corpo dilaga e colpisce i reni, il cervello, il cuore, i vasi sanguigni”.
L’immunologia è ancora una scienza molto giovane e la complessità del funzionamento del sistema immunitario è ancora oggetto di studi approfonditi e di interessanti scoperte. Solo da una ventina di anni la ricerca ha permesso di distinguere l’immunità mediata da cellule (come i linfociti) dalla immunità mediata dagli anticorpi che si trovano negli “umori”, o fluidi corporei (come sangue, saliva) e la stessa Viola racconta il suo “incontro scientifico” con i linfociti T, protagonisti del funzionamento del sistema immunitario. Una grande tenacia ha permesso che i suoi studi proseguissero ma le sue critiche alla povertà di finanziamenti in Italia per ricerche non immediatamente utilizzabili sono dure ed efficaci in quanto “la mancanza di visione a lungo termine è di drammatica evidenza e ci sta conducendo a situazioni disastrose”. In Italia, infatti, la ricerca di base è assolutamente trascurata mentre viene di volta in volta potenziata la ricerca applicata, cioè “la ricerca finalizzata, le cui domande sono formulate sempre e comunque dal mercato o dalle esigenze del momento”. E la dipendenza dall’estero è stata evidente anche nel caso della produzione di vaccini nella pandemia da Covid-19.
Nella comunità scientifica mondiale, lo sviluppo di conoscenze a vasto raggio in immunologia non ha permesso soltanto di ottenere rapidamente i vaccini anti-Covid: la sfida attuale riguarda la possibilità di curare il cancro sfruttando il sistema immunitario. Cellule tumorali, infatti, compaiono spesso nella vita di un organismo ma vengano riconosciute ed eliminate prima di produrre una massa tumorale. Perché questo non avviene sempre? I risultati attuali degli studi su questo argomento sono raccontati dalla scienziata in modo chiaro e suggestivo, ragionando sia sulla difficoltà delle ricerche necessarie sia sulle ipotesi teoriche che le sostengono. Sono i linfociti incapaci di “vedere” le cellule neoplastiche – o sono queste che sviluppano una resistenza agli attacchi del sistema immunitario? Tasuku Honjo, a cui nel 1918 è stato dato il Nobel per aver studiato i meccanismi molecolari dell’immunologia del cancro racconta come la sua scoperta sia stata guidata dalla fortuna. Certamente è intervenuto “un pizzico di buona sorte”, commenta Viola, tuttavia la sua ricerca non mirava a trovare una cura per il cancro; sono state premiate la sua competenza ed il suo desiderio di capire quello che stava succedendo, indispensabili per il progresso della scienza. E’ dunque importante difendere la slow science, basata sulla curiosità intellettuale e sulla necessità di dedicare tempo alla verifica dei risultati, e lottare perché la mancanza di visione a lungo termine, così tipica della politica e dell’economia dei nostri giorni, non distrugga anche la cultura scientifica.
Come nella vita è facile perdere il proprio equilibrio e sono necessarie, per ritrovarlo, importanti ristrutturazioni del nostro io, così, nel corpo, la risposta infiammatoria è un modo di ritrovare in breve tempo un nuovo equilibrio, diverso da quello che il corpo aveva perduto. Un intero capitolo è dedicato a spiegare i meccanismi che producono queste reazioni ma, come nella vita, alcune risposte sono esagerate, o fuori luogo. Bisogna allora capire quando il sistema immunitario sbaglia e attiva energiche strategie di difesa contro funzionamenti che sono invece fisiologici: a questo sono dovute le malattie autoimmuni, frequenti nel genere femminile, e le sempre più diffuse allergie. In questi casi, il sistema immunitario riconosce come non-self alcune molecole che invece sono parte di noi, attivando pericolose reazioni contro il self. Si cerca di capire perché questo succede: si tratta di una caratteristica genetica, dipendente dal DNA o rappresenta il risultato dell’interazione del DNA con l’ambiente e, in particolare, con la stragrande quantità di microbi che convivono e co-evolvono con la specie umana?
Gli scienziati stanno studiando le caratteristiche del microbiota gastrointestinale, un insieme complesso di diverse specie batteriche che convivono nel nostro intestino, coinvolte nello sviluppo e nel funzionamento del sistema immunitario. Il microbiota sembra capace di regolare le risposte infiammatorie, allergiche ed autoimmuni e di influenzare l’attività di molti altri organi tra cui i polmoni, il fegato, il cuore; inoltre sembra implicato nella comunicazione biochimica fra il tratto gastrointestinale e il sistema nervoso centrale. Questa scoperta rappresenta una vera rivoluzione dal punto di vista scientifico e clinico, e promuove la speranza che la modifica del microbiota possa curare numerose malattie, dalla sclerosi multipla all’autismo, dal cancro all’obesità. La dieta dei ricchi paesi occidentali, ricca di calorie ma povera di fibre, acidi grassi essenziali e vitamine, facilita invece un cattivo funzionamento del microbiota intestinale. L’invito di Viola a curare la propria alimentazione è molto pressante, e dimostra l’importanza di una dieta equilibrata che eviti l’accumulo di tessuto adiposo il cui sviluppo non controllato si accompagna ai disturbi metabolici associati all’obesità. Il tessuto adiposo è considerato oggi un organo endocrino capace di produrre e rilasciare ormoni: in risposta all’infiammazione le cellule adipociti producono molecole adipochine, che controllano la risposta immunitaria ma influenzano anche la funzione riproduttiva e controllano la pressione sanguigna.
Leggere le non poche conseguenze dei cattivi comportamenti alimentari fa un po’ paura, e forse questo metterci in allarme è proprio uno degli obiettivi di Viola, che ci vuole far riflettere sulla fragilità e sui delicati equilibri della vita. Bisogna imparare ad essere responsabili di noi stessi, perché non sempre si è pronti ad accettare le conseguenze di stili di vita “a rischio”, come è importante essere responsabili dell’ambiente in cui viviamo, ricordando quanto i sistemi di comunicazione portano nel nostro ambiente vicino anche paesi geograficamente molto lontani.
Nel corso del tempo è sempre il nostro stile di vita a regolare, nel bene o nel male, l’equilibrio fisiologico: ogni danno è “sentito” dal sistema immunitario che vi risponde con la produzione di molecole infiammatorie. E quando i danni si accumulano nel tempo della vita, l’infiammazione diventa determinante anche nel processo di invecchiamento, come propone la nuova teoria dell’inflammaging (da inflammation e aging, infiammazione e invecchiamento). Certo l’invecchiamento è inevitabile, ma controllando il nostro stato metabolico possiamo invecchiare con disabilità e patologie importanti, oppure in buona salute.
Siamo sempre in tempo di Covid e Viola chiude il suo libro con un capitolo intitolato “Quello che non sappiamo”, in cui riassume le conoscenze e le non-conoscenze sul virus e sulle patologie provocate dalla infezione. Una sua preoccupazione riguarda le sostanze immesse dall’uomo nell’ambiente, capaci di alterare equilibri antichissimi e di provocare manifestazioni patologiche nelle diverse specie viventi. Per dominare questa pandemia ed affrontare quelle future serve una visione a lungo termine, una politica lungimirante, una struttura scientifica potenziata, una organizzazione medica capillare ed efficiente. Speriamo di avere almeno imparato qualcosa.
ENGLISH
With the seriousness and competence that are her own, Antonella Viola (who teaches General Pathology at the University of Padua and is Scientific Director of the Pediatric Research Institute IRP - Città della Speranza) intersperses, in this book, important moments and choices of her personal life with explanations on the meaning of his research, telling how our body behaves when it is subject to various imbalances or infections, including that caused by the coronavirus in the Covid-19 pandemic. We can thus go into the knowledge of the immune system and identify the characteristics of its functioning, imagining it as a powerful aid in restoring a physiological balance lost due to causes that are not always evident. Even if the usual language leads us to warlike metaphors, in reality - explains Viola - the activity of the immune system "is much more like the choreography of a dance than a war", and in this dance a network of exchanges is activated. between cells even very far from each other, which continuously send and receive messages exchanging precious information.
But how can a cellular system feel the presence of foreign substances that have penetrated inside our body? It must certainly have a great sensitivity and also a great specificity, that is, it must also be able to distinguish between foreign substances and dangerous ones. Sensitivity and specificity have been acquired in the very long times of evolution by the immune system which, from primitive forms, has specialized in the very sophisticated ones present in mammals. At the same time, however, pathogens have also evolved new defensive specificities, in a sort of biological pursuit in which each system puts its own survival on the line.
In the long evolutionary path, both molecules capable of responding to the presence of foreign microbes and molecules capable of recognizing their own cells, dead or damaged, have developed in the organism, causing in both cases an inflammation of the tissues, that is an immune response capable of activating the healing processes. But in the case of Covid-19, things can go differently. The coronavirus is in fact capable of producing a powerful inflammatory reaction but, in some patients, it is an excess of defenses in the body that causes the greatest damage. "The virus attacks the respiratory tract - explains Viola - but the inflammation produced by our body is rampant and affects the kidneys, brain, heart, blood vessels".
Immunology is still a very young science and the complexity of the functioning of the immune system is still the subject of in-depth studies and interesting discoveries. Only about twenty years ago research has allowed us to distinguish cell-mediated immunity (such as lymphocytes) from immunity mediated by antibodies found in "humors", or body fluids (such as blood, saliva) and Viola herself tells us his "scientific encounter" with T lymphocytes, protagonists of the functioning of the immune system. A great tenacity has allowed her studies to continue but her criticisms of the lack of funding in Italy for research not immediately usable are harsh and effective as "the lack of long-term vision is of dramatic evidence and is leading us to disastrous situations ". In Italy, in fact, basic research is absolutely neglected while applied research is strengthened from time to time, that is, “finalized research, whose questions are always and in any case formulated by the market or by the needs of the moment”. And the dependence on foreign countries was also evident in the case of vaccine production in the Covid-19 pandemic.
In the world scientific community, the development of wide-ranging knowledge in immunology has not only made it possible to obtain anti-Covid vaccines quickly: the current challenge concerns the possibility of treating cancer by exploiting the immune system. In fact, tumor cells often appear in the life of an organism but are recognized and eliminated before producing a tumor mass. Why doesn't this always happen? The current results of the studies on this topic are told by the scientist in a clear and suggestive way, reflecting both on the difficulty of the necessary researches and on the theoretical hypotheses that support them. Are the lymphocytes unable to "see" the cancer cells - or are they developing resistance to immune system attacks? Tasuku Honjo, who was awarded the Nobel Prize in 1918 for studying the molecular mechanisms of cancer immunology, tells how her discovery was guided by luck.
Certainly "a bit of good luck" intervened, Viola comments, however her research was not aimed at finding a cure for cancer; his competence and his desire to understand what was happening, indispensable for the progress of science, were rewarded. It is therefore important to defend slow science, based on intellectual curiosity and the need to devote time to verifying the results, and to fight so that the lack of long-term vision, so typical of today's politics and economy, does not also destroy scientific culture.
Just as in life it is easy to lose one's balance and important restructuring of our ego is necessary to find it again, so, in the body, the inflammatory response is a way of finding a new balance in a short time, different from what the body had lost. . An entire chapter is devoted to explaining the mechanisms that produce these reactions but, as in life, some responses are exaggerated, or out of place. It is therefore necessary to understand when the immune system is wrong and activates energetic defense strategies against functions that are physiological: this is the cause of autoimmune diseases, frequent in the female gender, and the increasingly widespread allergies. In these cases, the immune system recognizes some molecules that are part of us as non-self, activating dangerous reactions against the self. We try to understand why this happens: it is a genetic feature, dependent on DNA or is the result of the interaction of DNA with the environment and, in particular, with the vast amount of microbes that coexist and co-evolve with the human species?
Scientists are studying the characteristics of the gastrointestinal microbiota, a complex set of different bacterial species that live in our gut, involved in the development and functioning of the immune system. The microbiota seems capable of regulating inflammatory, allergic and autoimmune responses and of influencing the activity of many other organs including the lungs, liver, heart; it also appears to be involved in the biochemical communication between the gastrointestinal tract and the central nervous system. This discovery represents a real revolution from a scientific and clinical point of view, and promotes the hope that modifying the microbiota can cure numerous diseases, from multiple sclerosis to autism, from cancer to obesity. The diet of rich Western countries, rich in calories but low in fiber, essential fatty acids and vitamins, facilitates a malfunction of the intestinal microbiota. Viola's invitation to take care of one's diet is very pressing, and demonstrates the importance of a balanced diet that avoids the accumulation of adipose tissue whose uncontrolled development is accompanied by metabolic disorders associated with obesity. Adipose tissue is now considered an endocrine organ capable of producing and releasing hormones: in response to inflammation, adipocyte cells produce adipokine molecules, which control the immune response but also affect reproductive function and control blood pressure.
Reading the many consequences of bad eating habits is a bit scary, and perhaps this alarming us is one of Viola's goals, which wants us to reflect on the fragility and delicate balance of life. We must learn to be responsible for ourselves, because we are not always ready to accept the consequences of "at risk" lifestyles, as it is important to be responsible for the environment in which we live, remembering how much communication systems bring to our environment also near geographically very distant countries.
Over time, our lifestyle always regulates, for better or worse, the physiological balance: any damage is "felt" by the immune system, which responds to it with the production of inflammatory molecules. And when damage accumulates over the time of life, inflammation also becomes decisive in the aging process, as proposed by the new theory of inflammaging (from inflammation and aging, inflammation and aging). Of course aging is inevitable, but by controlling our metabolic state we can age with disabilities and important pathologies, or in good health.
We are always in time for Covid and Viola closes his book with a chapter entitled "What we do not know", in which he summarizes the knowledge and non-knowledge about the virus and the pathologies caused by the infection. One of her concerns concerns the substances released by man into the environment, capable of altering ancient balances and causing pathological manifestations in the various living species. To dominate this pandemic and face future ones, we need a long-term vision, a far-sighted policy, an enhanced scientific structure, a capillary and efficient medical organization. We hope to have at least learned something.
Da:
https://www.galileonet.it/sistema-immuntiario-covid/?utm_source=mailpoet&utm_medium=email&utm_campaign=variante+africana+coronavirus
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