I canali del cranio scoperti di recente svolgono un ruolo nell'immunità
I ricercatori hanno ora scoperto "minuscoli canali" che consentono al cervello danneggiato di comunicare con il midollo osseo nel processo di infiammazione. Questi "tunnel" sono fondamentali per garantire una rapida risposta immunitaria.
L'infiammazione si verifica come risposta immunitaria a casi di infezione o lesioni all'interno del corpo.
La risposta immunitaria è soggetta a un complesso processo di coordinazione che coinvolge un tipo di tessuto spugnoso noto come midollo osseo.
Il midollo osseo può essere trovato all'interno di numerose ossa, tra cui il cranio, le vertebre della colonna vertebrale e le ossa delle gambe, come la tibia.
Questo tessuto produce sia globuli rossi che alcuni tipi di cellule immunitarie, tutti coinvolti nell'infiammazione, che rispondono a lesioni o infezioni.
Ora, uno studio condotto dai ricercatori della Harvard Medical School di Boston, MA, e in parte finanziato dal National Institutes of Health (NIH), ha scoperto come il cervello e il midollo osseo si coordinano per garantire una risposta immunitaria rapida e mirata.
La risposta, spiegano gli specialisti in un articolo pubblicato sulla rivista Nature Neuroscience, si trova in canali precedentemente sconosciuti che consentono ai due di comunicare.
“Abbiamo sempre pensato che le cellule immunitarie delle nostre braccia e gambe viaggiassero attraverso il sangue al tessuto cerebrale danneggiato. Questi risultati suggeriscono che le cellule immunitarie potrebbero invece prendere una scorciatoia per arrivare rapidamente alle aree di infiammazione ", spiega Francesca Bosetti, direttrice del programma presso il National Institute of Neurological Disorders and Stroke del NIH.
“L'infiammazione gioca un ruolo critico in molti disturbi cerebrali ed è possibile che i canali appena descritti possano essere importanti in una serie di condizioni. La scoperta di questi canali apre molte nuove strade di ricerca ".
Francesca Bosetti
Le reclute cerebrali ferite aiutano dal cranio
I ricercatori hanno prima condotto il loro studio su un modello murino e, una volta che hanno saputo cosa cercare, sono stati anche in grado di replicare le loro scoperte sugli esseri umani.
Utilizzando avanzate tecniche di imaging ottico, hanno tracciato i movimenti dei neutrofili, un tipo di cellula immunitaria che tipicamente è la prima a migrare verso i punti del corpo che hanno subito una lesione.
In particolare, i ricercatori hanno potuto scoprire se i neutrofili che hanno raggiunto il tessuto cerebrale danneggiato a seguito di un ictus o di una meningite sono stati rilasciati dal midollo osseo trovato nel cranio o dal midollo trovato nella tibia.
Guardando il cervello dei topi, gli scienziati hanno visto che durante un ictus, il tessuto cerebrale danneggiato riceve i neutrofili dal cranio, piuttosto che dalla tibia, nella maggior parte dei casi.
Durante un attacco di cuore, tuttavia, i ricercatori hanno rivelato che è probabile che il cuore riceva un numero simile di neutrofili sia dal cranio che dal midollo tibiale, visto che il cuore si trova più lontano da entrambe le strutture ossee.
Inoltre, hanno notato che 6 ore dopo che si è verificato un ictus, ci sono meno neutrofili nel midollo del cranio rispetto a quello della tibia.
Ciò che questo suggerisce è che il tessuto cerebrale danneggiato e il midollo che si trova nel cranio hanno un mezzo di "comunicazione" diretto, che consente una risposta immunitaria rapida e mirata dal "rispondente" più vicino.
Una scoperta "inaspettata"
Come avviene tutto questo? Il primo indizio sui meccanismi coinvolti è venuto da una proteina del midollo osseo nota come fattore 1 derivato dalle cellule stromali (SDF-1), il cui ruolo è quello di regolare quando le cellule immunitarie vengono immagazzinate nel midollo osseo e quando vengono rilasciate.
Quando i livelli di SDF-1 diminuiscono, il midollo osseo rilascia neutrofili, in modo che possano occuparsi del tessuto danneggiato.
Il team ha notato che i livelli di SDF-1 diminuiscono 6 ore dopo un ictus solo nel midollo che si trova nelle ossa del cranio, il che indica che il midollo osseo trovato nel cranio è in comunicazione diretta con il cervello, che lo "avvisa" del danno, "Reclutare" la fonte di aiuto più vicina.
"[Allora] abbiamo iniziato a esaminare il cranio con molta attenzione, osservandolo da tutte le angolazioni, cercando di capire come i neutrofili raggiungono il cervello", spiega il coautore dello studio, il dott. Matthias Nahrendorf.
"Inaspettatamente, abbiamo scoperto minuscoli canali che collegavano il midollo direttamente con il rivestimento esterno del cervello", aggiunge.
Il dottor Nahrendorf e il suo team hanno identificato questi "minuscoli canali" di comunicazione non solo in tutto il cranio, ma anche nella tibia.
A seguito di questi risultati nei topi, i ricercatori hanno quindi cercato le stesse strutture negli esseri umani e le hanno trovate; i canali che hanno osservato nei crani umani erano cinque volte più grandi di quelli visti nei topi, riferiscono.
Inoltre, sia nei topi che negli esseri umani, i canali compaiono sia negli strati interni che in quelli esterni del cranio.
In futuro, gli scienziati sono ansiosi di vedere quali altri tipi di cellule potrebbero muoversi attraverso questi canali scoperti di recente e di scoprire maggiori informazioni su come questi minuscoli passaggi mediano la risposta immunitaria.
