Come si verificano le reazioni allergiche respiratorie? La Westlake University ha fatto una nuova scoperta

Nel fresco e rinfrescante autunno, anche un minuscolo granello di polline può facilmente causare una reazione allergica nel corpo umano. Cosa sono esattamente le allergie? Cosa succede al sistema immunitario quando si verifica una reazione allergica?

In realtà, il processo dell'allergia è molto più complicato di quanto pensiamo. Di recente, il gruppo di ricerca di Xu Heping della Westlake University e del Westlake Laboratory ha pubblicato i risultati di una ricerca dal titolo "Le goccioline lipidiche extracellulari caricate con Alarmin inducono l'infiltrazione dei neutrofili nelle vie aeree durante l'infiammazione di tipo 2" sulla rivista Immunity. Studi hanno dimostrato che le goccioline lipidiche extracellulari rilasciate dalle cellule linfoidi innate del gruppo 2 (ILC2) possono attivare e reclutare i neutrofili, promuovendo così risposte infiammatorie allergiche nel tratto respiratorio.

Questa scoperta amplia la comprensione dell'interazione tra cellule linfoidi innate di tipo 2 (ILC2) e neutrofili, propone un nuovo percorso di comunicazione immunitaria indipendente dal tradizionale meccanismo di reclutamento delle cellule effettrici a valle mediato dalle citochine di tipo 2 e rivela le goccioline lipidiche come un nuovo vettore di trasmissione di informazioni tra cellule immunitarie, offrendo una nuova prospettiva per comprendere il potenziale meccanismo di accumulo anomalo di neutrofili nelle malattie allergiche come l'asma grave.

Questo progetto di ricerca del team di Xu Heping si concentra sul meccanismo della risposta infiammatoria di tipo 2. Studi precedenti hanno dimostrato che la risposta infiammatoria di tipo 2 è un importante meccanismo di difesa dell'organismo contro patogeni più grandi, come parassiti e allergeni invasori, ed è anche un fattore chiave nel mantenimento dell'equilibrio fisiologico di vari sistemi dell'organismo. Tuttavia, una risposta infiammatoria di tipo 2 iperattiva può portare a malattie croniche come le allergie. Per queste malattie infiammatorie croniche non esistono attualmente cure efficaci nella pratica clinica, il che influisce gravemente sulla qualità della vita dei pazienti e grava sulla situazione socioeconomica.

Il tratto distintivo principale della risposta infiammatoria di tipo 2 è la produzione di citochine infiammatorie di tipo 2 come l'interleuchina (IL)-4, IL-5 e IL-13. Le cellule linfoidi innate di tipo 2 sono regolatori chiave delle risposte infiammatorie di tipo 2. Secernendo grandi quantità di citochine infiammatorie di tipo 2, le cellule linfoidi innate di tipo 2 attivate possono attivare le cellule effettrici a valle, favorendo così l'insorgenza di risposte infiammatorie di tipo 2. Si può affermare che le cellule linfoidi innate di tipo 2 siano uno degli "interruttori" più importanti della risposta infiammatoria di tipo 2.

I dati clinici mostrano inoltre che il numero di neutrofili nelle vie aeree dei pazienti affetti da asma grave aumenta in modo significativo. Il gruppo di ricerca di Xu Heping ha utilizzato diversi topi con deficit di cellule immunitarie per costruire un modello di asma. Due serie di esperimenti hanno dimostrato che esiste una correlazione tra ILC2 e neutrofili e che ILC2 può reclutare i neutrofili per infiltrarsi nel tratto respiratorio e partecipare alle risposte infiammatorie allergiche.

La catena completa di insorgenza delle allergie respiratorie diventa gradualmente chiara. Innanzitutto, gli allergeni come virus, acari della polvere e agenti patogeni entrano nell'organismo attraverso le vie respiratorie. Dopo che le vie respiratorie entrano in contatto con questi allergeni, la citochina infiammatoria IL-33, presente principalmente nelle cellule epiteliali, riceve questi segnali allergici e attiva le cellule linfoidi innate di tipo 2. L'ILC2 attivato secernerà HMGB1, informerà e recluterà i neutrofili.

Successivamente, il team di ricerca ha scoperto e dimostrato attraverso una serie di esperimenti che le "goccioline lipidiche" sono il principale deposito di lipidi neutri nelle cellule. Oltre ad immagazzinare energia, svolgono anche un ruolo importante nel trasporto della membrana, nella degradazione delle proteine ​​e nella trasduzione del segnale.

Le goccioline lipidiche sono piccole palline contenenti grasso, avvolte da uno strato di membrana. Quando si verifica un'infiammazione, le goccioline lipidiche vengono rilasciate all'esterno della cellula. Gruppi di molecole proteiche chiave "si agganciano" alle goccioline lipidiche e si legano alle proteine ​​di membrana delle goccioline lipidiche, come se mettessero una "corona" su di esse. Una volta usciti dalla cellula, alcuni HMBG1 si fermeranno a metà strada, mentre altri raggiungeranno la fine, comunicando ai neutrofili che si sta verificando un'infiammazione nelle vie respiratorie e richiedendo supporto.

I risultati di una ricerca precedentemente pubblicati dal team di Xu Heping hanno rivelato che le goccioline lipidiche intracellulari possono fungere da riserve energetiche per supportare la rapida proliferazione delle ILC2, promuovendo così le risposte infiammatorie di tipo 2 (Zang et al, Immunity 2023). La nuova conquista questa volta è la scoperta che ILC2 può rilasciare goccioline lipidiche che trasportano molecole di allarmina HMGB1 nell'ambiente extracellulare. Queste goccioline lipidiche extracellulari possono attivare efficacemente i neutrofili e reclutarli per infiltrarsi nelle vie aeree, aggravando così la risposta infiammatoria allergica.