Uno studio sull’intero genoma umano ha identificato regioni del DNA associate ad alti livelli di citochine circolanti, piccole proteine che svolgono un ruolo chiave nelle malattie infiammatorie come la sclerosi multipla (SM).

Le alterazioni nei livelli e nell’interazione delle citochine e i fattori di crescita giocano un ruolo chiave in diverse malattie infiammatorie, tra cui la sclerosi multipla. Le citochine aiutano a regolare la segnalazione cellulare. Abbiamo già più volte menzionato in precedenti articoli tali molecole proteiche, ma vale la pena ricordare che le citochine sono prodotte da vari tipi di cellule e secrete nel mezzo circostante di solito in risposta a uno stimolo in grado di modificare il comportamento di altre cellule inducendo nuove attività come crescita, differenziazione e morte. La loro azione di solito è locale, ma talvolta può manifestarsi su tutto l’organismo. Le citochine possono quindi avere un effetto autocrino (modificando il comportamento della stessa cellula che l’ha secreta), o paracrino (modificano il comportamento delle cellule adiacenti). Alcune citochine possono invece agire in modo endocrino, modificando cioè il comportamento di cellule molto distanti da loro. Hanno una vita media di pochi minuti.

Le citochine sono mediatori polipeptidici, non antigene-specifici, che fungono da segnali di comunicazione fra le cellule del sistema immunitario e fra queste e diversi organi e tessuti. Le citochine prodotte da cellule del sistema immunitario sono dette linfochine o interleuchine. Queste proteine possono essere distinte in 4 gruppi (basati sulla loro struttura):

  • famiglia delle ematopoietine, che include diversi fattori di crescita, tra cui l’eritropoietina (Epo) e varie interleuchine
  • famiglia dei TNF (tumor necrosis factor), tra cui il TNFα
  • famiglia delle chemochine, tra cui MIP-1α e RANTES, importanti nel controllo del virus dell’HIV
  • famiglia delle interleuchine dall’IL-1 all’IL-36

I fattori di crescita, invece, sono sostanze come le vitamine o determinati ormoni che stimolano la crescita cellulare. Il termine “fattore di crescita” è spesso usato nella forma inglese growth factor o col termine generico di ormone della crescita), ma si riferisce ad un insieme di proteine capaci di stimolare la proliferazione e il differenziamento cellulare.

Sono tipiche molecole segnale usate per la comunicazione tra le cellule di un organismo, come ad esempio le suddette citochine (molecole infiammatorie) o gli ormoni che si legano a specifici recettori sulla membrana cellulare dei loro target.

La funzione principale dei fattori di crescita è il controllo esterno del ciclo cellulare, ma questa non è l’unica: infatti, regolano la sopravvivenza cellulare, la migrazione e il differenziamento cellulari.

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Meccanismo d’azione di un fattore di crescita

Da tempo gli scienziati volevano ottenere una migliore comprensione dell’interazione tra le citochine e i fattori di crescita al fine di conoscere le malattie infiammatorie.

Lo studio,  “Genome-wide Association Study Identifies 27 Loci Influencing Concentrations of Circulating Cytokines and Growth Factors,” ovvero “Studio di associazione sull’intero genoma individua 27 Loci che influenzano le concentrazioni di citochine circolanti e fattori di crescita”, è stato pubblicato il 5 Gennaio scorso su The American Journal of Human Genetics.

I ricercatori hanno condotto uno studio di associazione genome-wide, ovvero sull’intero genoma, (indicata con GWAS) che ha coinvolto 8.293 finlandesi. Gli studi GWAS aiutano gli scienziati ad identificare piccole regioni all’interno del nostro DNA che variano tra le persone, e a cui può essere associata una certa malattia.

Gli scienziati del Centro di Ricerca Applicata e Medicina Preventiva Cardiovascolare presso l’Università di Turku, in Finlandia, hanno studiato i legami tra i livelli di 41 citochine circolanti e fattori di crescita e 10,7 milioni di variazioni del DNA. raitakariIl professor Olli Raitakari, nell foto a destra, Direttore del centro di ricerca e uno degli autori senior dello studio, ha affermato in un comunicato stampa:

“Volevamo scoprire i processi a livello molecolare che portano ad un aumento del rischio di sviluppare malattie infiammatorie. La comprensione di questi processi consentirà un trattamento più efficace delle malattie.”

I ricercatori hanno pertanto identificato 27 regioni genomiche che hanno una significativa associazione con specifiche citochine circolanti. Essi hanno inoltre scoperto una variante genomica associata ad una maggiore produzione del recettore della subunità alfa (IL-2RA) dell’interleuchina-2 circolante. Questa variazione determina un aumento del rischio di sviluppo del morbo di Crohn e della SM.

Zinbryta (Daclizumab), un trattamento farmacologico utilizzato per la sclerosi multipla approvato dalla FDA, è un anticorpo monoclonale umanizzato che mira IL-2RA. È stato dimostrato che tale farmaco dimezza il tasso di ricaduta nei pazienti SM, rispetto ai controlli trattati con placebo. La ricerca ha identificato alcune regioni del DNA che possono regolare la concentrazione delle citochine che promuovono processi infiammatori nel nostro sangue.

“I nostri risultati suggeriscono che Zinbryta potrebbe essere di beneficio anche per le persone con il morbo di Crohn”, hanno scritto i ricercatori.
“Abbiamo identificato un totale di 27 loci [regioni genomiche] che contribuiscono alla regolazione genetica delle concentrazioni di citochine circolanti. Una volta migliorata la comprensione delle basi genetiche di questi marcatori infiammatori, potremo chiarire i ruoli causali di segnalazione delle citochine e l’infiammazione a monte delle malattie immuno-correlate e delle altre malattie croniche,” hanno concluso.

Fonti

http://www.cell.com/ajhg/fulltext/S0002-9297(16)30485-2
https://multiplesclerosisnewstoday.com/2017/02/06/researchers-identify-gene-regions-with-high-levels-of-proteins-that-promote-ms/
https://it.wikipedia.org/wiki/Citochina
http://www.i3cconsortium.org/members.html

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