Il Parassita che Risveglia le Difese: Come Moniezia benedeni Potenzia le Cellule T ICOS+ nell’Intestino delle Pecore

Ciao a tutti, appassionati di scienza e curiosi del mondo animale! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante all’interno del corpo di un animale tanto comune quanto sorprendente: la pecora. Nello specifico, esploreremo come il suo sistema immunitario reagisce a un ospite indesiderato, un parassita chiamato Moniezia benedeni. Preparatevi, perché scopriremo insieme come questo incontro ravvicinato scateni una risposta immunitaria molto particolare, mettendo in luce il ruolo cruciale di alcune cellule speciali: le cellule T ICOS+.

Ma cos’è questo ICOS di cui parliamo?

Immaginate il sistema immunitario come un’orchestra complessa. Le cellule T sono musicisti fondamentali, ma hanno bisogno di segnali precisi per sapere quando e come suonare. ICOS (Inducible T-cell costimulator), conosciuto anche come CD278, è come uno di quei direttori d’orchestra secondari, o meglio, un importante “co-stimolatore”. È una proteina che si trova sulla superficie di diverse cellule T (come le Th1, Th2, Th17, Tfh e Treg) e appartiene alla famiglia del più famoso CD28.

A differenza di CD28, però, ICOS non interagisce con le solite molecole (CD80/CD86), ma ha un partner specifico: la sua “ligando” ICOSL. Questa molecola ICOSL non si trova solo su cellule immunitarie come cellule dendritiche, cellule B e macrofagi, ma anche su cellule “normali” del corpo, come quelle dei vasi sanguigni o dei polmoni. Questo ci fa capire che ICOS non serve solo ad attivare le cellule T e dare il via alla produzione di anticorpi, ma gioca un ruolo chiave nel mantenere l’equilibrio (l’omeostasi) in diversi tessuti. È, insomma, un regolatore fine del nostro sistema di difesa.

Perché ICOS è così importante, specialmente contro i parassiti?

Studi precedenti, soprattutto sui topi, ci hanno già dato qualche indizio. Topi senza ICOS (ICOS-/-) si sono dimostrati più vulnerabili a batteri come quello della tubercolosi e a vari parassiti. Le loro risposte immunitarie, in particolare quelle di tipo Th1 (importanti contro i patogeni intracellulari), erano più deboli e i danni causati dall’infezione maggiori. Addirittura, in caso di infezioni da vermi intestinali come Heligmosomoides polygyrus o Nippostrongylus brasiliensis, questi topi mostravano alterazioni nel numero di cellule T regolatorie (Treg) o Th2, con conseguenze sulla capacità di espellere il parassita.

Bloccare il segnale di ICOS può impedire alle cellule T CD4+ di diventare cellule Th2 (fondamentali contro i vermi parassiti) e ridurre la produzione di molecole chiave come IL-4, IL-5 e IgE. Insomma, ICOS sembra cruciale per regolare la proliferazione, la sopravvivenza e la specializzazione delle cellule T. È fondamentale per l’efficacia della risposta immunitaria e anche per la formazione della memoria immunologica, quella che ci protegge da infezioni future.

Nonostante queste conoscenze, sapevamo molto poco su cosa facesse ICOS specificamente nelle pecore infettate da Moniezia benedeni, un cestode (un tipo di verme piatto) piuttosto comune. Ed è qui che entra in gioco la nostra curiosità e il nostro studio!

Lo Studio: Cosa Abbiamo Fatto per Vederci Chiaro?

Per capire meglio il ruolo di ICOS in questa specifica interazione ospite-parassita, abbiamo dovuto rimboccarci le maniche. Ecco cosa abbiamo combinato:

• Analisi Bioinformatica: Prima di tutto, abbiamo studiato il gene ICOS della pecora al computer, confrontandolo con quello di altre specie (uomo, cane, cavallo, mucca, maiale, capra, ecc.) per capirne l’evoluzione e le proprietà. Abbiamo predetto la struttura della proteina ICOS, la sua localizzazione nelle cellule, i possibili siti di modifica (come la fosforilazione, che è come un interruttore on/off per le proteine).
• Produzione della Proteina e dell’Anticorpo: Abbiamo “costruito” la proteina ICOS di pecora in laboratorio (una versione ricombinante) utilizzando batteri E. coli. Questa proteina purificata ci è servita per immunizzare dei conigli e ottenere un anticorpo specifico (un anticorpo policlonale) in grado di riconoscere e legarsi alla proteina ICOS della pecora. Avere un buon anticorpo è fondamentale per poter “vedere” dove si trova la proteina nei tessuti.
• Confronto tra Pecore Infette e Non Infette: Abbiamo lavorato con pecore provenienti da un macello locale, selezionando animali (femmine di 8-10 mesi) naturalmente infettati da M. benedeni (verificato tramite esame delle feci) e un gruppo di controllo di pecore sane della stessa età e sesso.
• Analisi dei Tessuti: Abbiamo prelevato campioni di intestino tenue (duodeno, digiuno e ileo) da entrambi i gruppi. Su questi campioni abbiamo eseguito due tipi principali di analisi:
  • ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay): Una tecnica quantitativa per misurare la quantità totale di proteina ICOS presente nei diversi segmenti intestinali.
  • Immunofluorescenza: Una tecnica meravigliosa che usa anticorpi fluorescenti per “illuminare” specifiche cellule o proteine direttamente nel tessuto. Abbiamo usato il nostro anticorpo anti-ICOS (marcato in rosso) insieme a un anticorpo anti-CD3 (marcato in verde, CD3 è un marcatore generale delle cellule T) per visualizzare le cellule T che esprimono ICOS (le nostre ICOS+ T cells) e vedere dove si trovano e quante sono.

I Risultati: Una Sorpresa nell’Intestino!

E ora, la parte più emozionante: cosa abbiamo scoperto?

Prima di tutto, le analisi bioinformatiche ci hanno confermato che la proteina ICOS della pecora è, come previsto, una proteina di membrana, acida, stabile e idrofila (cioè “amica” dell’acqua), con molti siti potenziali per la fosforilazione, suggerendo che questa modifica sia importante per la sua funzione. Abbiamo anche visto che è molto simile a quella della capra (100% di similarità nella regione codificante!) e abbastanza conservata tra i ruminanti.

La produzione della proteina ricombinante (di circa 14.2 kDa) e dell’anticorpo è andata a buon fine. L’anticorpo si è dimostrato specifico, capace di riconoscere sia la proteina ricombinante che quella naturale presente nei tessuti della pecora (che ha un peso molecolare leggermente maggiore, circa 23.8 kDa, probabilmente a causa di modifiche post-traduzionali come la glicosilazione).

Ma il bello arriva dalle analisi sull’intestino:

• Distribuzione Normale: Nelle pecore sane (gruppo di controllo), abbiamo visto che le cellule T ICOS+ sono normalmente presenti, distribuite in modo diffuso sia nell’epitelio intestinale (lo strato di cellule più interno a contatto con il cibo) sia nella lamina propria (lo strato di tessuto connettivo appena sotto) lungo tutto l’intestino tenue (duodeno, digiuno, ileo).
• L’Effetto dell’Infezione: Qui sta la scoperta chiave! Nelle pecore infettate da M. benedeni, la distribuzione spaziale di queste cellule non cambiava, ma il loro numero aumentava significativamente in tutti i segmenti intestinali (P<0.05)! L'aumento più marcato nel *numero* di cellule ICOS+ T è stato osservato nell'epitelio del duodeno.
• Conferma con ELISA: Anche la misurazione della quantità totale di proteina ICOS tramite ELISA ha confermato un aumento significativo dopo l’infezione in tutti i tratti intestinali (P<0.05). Curiosamente, l'aumento di *espressione* più elevato è stato riscontrato nell'ileo (P<0.001), seguito da digiuno e duodeno (P<0.05 per entrambi).

Cosa Significa Tutto Questo? Un Parassita che “Accende” le Difese

Questi risultati sono davvero intriganti! Suggeriscono fortemente che l’infezione da Moniezia benedeni non passa inosservata al sistema immunitario della pecora. Anzi, sembra proprio che il parassita stimoli attivamente la proliferazione delle cellule T ICOS+ nell’intestino tenue.

Perché è importante? Come abbiamo visto, ICOS è fondamentale per orchestrare diversi tipi di risposte immunitarie. L’aumento delle cellule T ICOS+ potrebbe significare che l’organismo sta cercando di:

• Montare una risposta Th2 efficace per espellere il verme parassita.
• Attivare le cellule T Follicolari Helper (Tfh), anch’esse spesso ICOS+, per coordinare la produzione di anticorpi specifici (anche se studi precedenti del nostro gruppo avevano mostrato una *riduzione* delle cellule produttrici di IgA, IgG e IgM, suggerendo una dinamica complessa e forse un ruolo regolatorio di ICOS).
• Regolare la risposta immunitaria attraverso le cellule Treg ICOS+, per evitare un danno eccessivo ai tessuti causato dall’infiammazione stessa.

Il fatto che l’aumento più significativo nel numero di cellule si osservi nel duodeno, la prima parte dell’intestino tenue, potrebbe indicare un ruolo chiave di questa zona nell’iniziare la risposta immunitaria contro il parassita. L’aumento dell’espressione generale di ICOS, invece, più marcato nell’ileo, potrebbe riflettere processi diversi o una fase più avanzata della risposta lungo il tratto intestinale.

Guardando al Futuro: Nuove Piste di Ricerca

Questo studio, anche se basato su un numero limitato di campioni clinici naturalmente infetti (una sfida comune nella ricerca sul campo!), apre scenari davvero interessanti. Abbiamo dimostrato che M. benedeni “accende” la via di ICOS nell’intestino delle pecore e abbiamo sviluppato uno strumento prezioso (l’anticorpo anti-ICOS di pecora) per studiarla meglio.

Ora la strada è aperta per approfondire:

• Quali specifici sottotipi di cellule T ICOS+ aumentano maggiormente? Sono Th2, Tfh, Treg o altre?
• Qual è l’esatto ruolo funzionale di queste cellule nella lotta contro M. benedeni? Contribuiscono all’eliminazione del parassita o magari alla tolleranza?
• Come interagisce la via di ICOS con altri aspetti della risposta immunitaria, come la produzione di citochine e anticorpi, nell’intestino della pecora?

Capire questi meccanismi non è solo affascinante dal punto di vista biologico, ma potrebbe avere implicazioni pratiche per la salute ovina, magari aprendo la via a nuove strategie di controllo delle parassitosi basate sulla modulazione della risposta immunitaria.

Insomma, anche un “semplice” verme intestinale può insegnarci tantissimo sulla complessità e l’eleganza del sistema immunitario. Continueremo a indagare, perché ogni piccola scoperta ci avvicina a comprendere meglio questo dialogo continuo tra ospiti e parassiti che modella la vita sul nostro pianeta.

Fonte: Springer