Il Segreto di mTORC2: Come la Tubercolosi Inganna le Nostre Difese Cellulari

Amici della scienza, preparatevi per un viaggio affascinante nel microscopico mondo della battaglia tra il nostro sistema immunitario e uno dei suoi più antichi nemici: il Mycobacterium tuberculosis (Mtb), il batterio responsabile della tubercolosi. Oggi vi racconto una storia che svela alcuni dei trucchi più astuti che questo patogeno usa per farsi strada nelle nostre cellule, e come una particolare proteina, chiamata CFP-10, giochi un ruolo da protagonista in questo dramma cellulare, con la complicità di un complesso molecolare chiamato mTORC2.

Immaginate i macrofagi, i nostri “spazzini” cellulari, come dei soldati pronti a inghiottire e distruggere gli invasori. La tubercolosi, però, è un nemico scaltro. Non solo riesce a farsi “mangiare” (un processo chiamato fagocitosi), ma spesso sopravvive e si moltiplica proprio all’interno di queste cellule immunitarie. Come fa? Beh, è qui che entra in gioco la nostra ricerca.

La Proteina CFP-10: Un’Esca o un Cavallo di Troia?

Noi scienziati studiamo da tempo le proteine secrete dal Mtb, come la CFP-10 e la sua “collega” ESAT-6, perché sono fondamentali per la diagnosi immunologica della tubercolosi. Ma cosa fa esattamente la CFP-10 da sola quando incontra un macrofago? Questa era una domanda che ci frullava in testa.

Per capirlo, abbiamo purificato la proteina CFP-10 ricombinante (che chiameremo rCFP-10) e l’abbiamo messa a contatto con macrofagi murini (cioè di topo, un modello molto usato in laboratorio). E qui la prima sorpresa: la rCFP-10 ha potenziato significativamente la capacità dei macrofagi di fagocitare! Sembra quasi un controsenso, no? Un componente del batterio che aiuta il macrofago a “mangiarlo”? Ma aspettate, la storia si complica.

Abbiamo anche visto che la rCFP-10 induceva la produzione di due importanti messaggeri infiammatori, il TNF-α e l’IL-6. Per andare ancora più a fondo, abbiamo usato una tecnica potentissima, l’RNA-Seq, che ci permette di vedere quali geni si “accendono” o si “spengono” nelle cellule. Ebbene, la rCFP-10 scatenava una vera e propria sinfonia di attivazione nei macrofagi, coinvolgendo percorsi legati all’infiammazione, alla risposta immunitaria e, appunto, alla fagocitosi.

Curiosamente, però, non abbiamo notato differenze significative né nelle specie reattive dell’ossigeno a livello mitocondriale (le “armi chimiche” che i macrofagi usano per uccidere i batteri) né nel contenuto dei lisosomi (gli “stomaci” cellulari dove i microbi dovrebbero essere digeriti). Questo ci ha fatto sospettare che la CFP-10 potesse, sì, facilitare l’ingresso del batterio, ma forse anche aiutarlo a schivare alcuni meccanismi di difesa una volta dentro.

Il Ruolo Chiave di mTORC2 nella Fagocitosi Indotta da rCFP-10

Tra i tanti percorsi attivati dalla rCFP-10, uno ha catturato particolarmente la nostra attenzione: quello di mTOR. mTOR (mammalian target of rapamycin) è una sorta di “direttore d’orchestra” cellulare che regola un sacco di funzioni, inclusa la crescita, il metabolismo e, appunto, la risposta immunitaria. mTOR esiste in due complessi principali: mTORC1 e mTORC2.

Ci siamo chiesti: mTOR è coinvolto in questa fagocitosi “potenziata” dalla rCFP-10? Per scoprirlo, abbiamo usato degli inibitori. Prima abbiamo provato la rapamicina, che blocca mTORC1. Sorprendentemente, la fagocitosi indotta da rCFP-10 non cambiava di una virgola. Questo significava che mTORC1 non era il colpevole, o almeno non da solo.

Allora abbiamo usato un altro inibitore, il Torin1, che blocca sia mTORC1 sia mTORC2. Ed ecco il colpo di scena: con Torin1, la capacità della rCFP-10 di aumentare la fagocitosi dei macrofagi veniva significativamente ridotta! Questo ci ha portato a una conclusione importante: è il complesso mTORC2 a giocare un ruolo cruciale nel regolare la fagocitosi indotta dalla proteina CFP-10 del Mycobacterium tuberculosis.

In pratica, la CFP-10 sembra “dirottare” la via di segnalazione di mTORC2 per facilitare l’invasione dei macrofagi. È come se il batterio dicesse al macrofago: “Ehi, aprimi la porta e fammi entrare più facilmente!”, e mTORC2 fosse l’interruttore che la CFP-10 riesce a manipolare.

Non Solo Fagocitosi: mTORC2, Acidificazione Lisosomiale e Segnalazione TLR

Ma le sorprese non erano finite. Analizzando i dati dell’RNA-Seq, abbiamo notato che la rCFP-10 influenzava anche geni coinvolti nell’acidificazione dei lisosomi. Un lisosoma ben acido è fondamentale per distruggere i batteri. Tra questi geni, uno in particolare, chiamato tmem199, ha attirato la nostra attenzione. La sua espressione aumentava con rCFP-10. TMEM199 è importante per mantenere il pH acido dei lisosomi. Abbiamo scoperto che l’inibizione di mTORC2 (con Torin1, ma non con la rapamicina) aumentava ulteriormente i livelli trascrizionali di tmem199 in presenza di rCFP-10. Questo suggerisce un ruolo di mTORC2 anche nella regolazione dell’espressione di tmem199 indotta da rCFP-10, e quindi, potenzialmente, nella capacità del batterio di sopravvivere interferendo con l’ambiente ostile del lisosoma.

Inoltre, abbiamo osservato che la rCFP-10 attivava la segnalazione dei Toll-like receptors (TLR), in particolare TLR2, che sono dei recettori sentinella sulla superficie dei macrofagi che riconoscono componenti microbici. Studi precedenti avevano già suggerito un’interazione tra CFP-10 e TLR2. Anche qui, mTORC2 sembrava metterci lo zampino: la sua attività sembrava regolare negativamente la segnalazione TLR2 indotta da rCFP-10. Infatti, quando inibivamo mTORC2 con Torin1, l’espressione di geni come myd88, tbk1 e tlr2 (tutti attori della via TLR) aumentava ulteriormente in risposta a rCFP-10. Paradossalmente, però, i livelli di TNF-α (una citochina pro-infiammatoria spesso prodotta a valle dei TLR) diminuivano con Torin1, forse a causa di una competizione o inibizione dovuta all’aumentata segnalazione di TLR2.

Cosa Significa Tutto Questo per la Lotta alla Tubercolosi?

Mettendo insieme tutti i pezzi del puzzle, emerge un quadro affascinante e complesso. La proteina CFP-10 del Mycobacterium tuberculosis non è solo un “marcatore” per la diagnosi. È un vero e proprio agente che manipola attivamente i macrofagi. Sembra che:

• Faciliti l’ingresso del batterio nei macrofagi (fagocitosi).
• Questa fagocitosi “aiutata” è parzialmente dipendente dall’attività di mTORC2.
• Influenzi l’ambiente interno del macrofago, toccando l’acidificazione lisosomiale e la segnalazione dei TLR, sempre con il coinvolgimento di mTORC2.

In sostanza, i nostri dati suggeriscono che la proteina CFP-10 secreta da Mtb disturba le funzioni dei macrofagi e inibisce l’attività di mTORC2 per regolare l’immunità innata contro l’infezione da Mtb. Questo è un meccanismo astuto che potrebbe contribuire alla capacità del batterio di stabilire un’infezione intracellulare e sfuggire alle difese dell’ospite.

Capire questi meccanismi è fondamentale. Se sappiamo come il batterio “dialoga” con le nostre cellule e quali interruttori molecolari preme, possiamo pensare a nuove strategie terapeutiche. Forse, un giorno, potremmo sviluppare farmaci che interferiscono con questa manipolazione, “riprogrammando” i macrofagi per renderli più efficaci nell’eliminare il Mycobacterium tuberculosis.

La ricerca è un’avventura continua, e ogni scoperta, come questa sul ruolo di mTORC2 e CFP-10, aggiunge un tassello importante alla nostra comprensione di malattie complesse come la tubercolosi. E chissà quali altri segreti si nascondono nelle intricate interazioni tra patogeni e ospiti!

Fonte: Springer