PRL2: La Proteina Che Mette il Freno alle Allergie? Una Scoperta Sorprendente sui Mastociti!

Ciao a tutti, appassionati di scienza e curiosi! Oggi voglio parlarvi di qualcosa che tocca molti di noi da vicino: le allergie. Starnuti, prurito, occhi rossi… fino a reazioni ben più gravi come lo shock anafilattico. Sappiamo che i colpevoli principali di queste reazioni sono delle cellule un po’ “esagitate” del nostro sistema immunitario: i mastociti. Ma se vi dicessi che abbiamo forse scoperto un interruttore naturale, una proteina che può calmarle? Tenetevi forte, perché sto per raccontarvi del ruolo sorprendente della PRL2.

Mastociti: I “Guardiani” un po’ Troppo Zelanti delle Allergie

Immaginate i mastociti come dei guardiani appostati nei nostri tessuti, specialmente quelli a contatto con l’esterno (pelle, polmoni, mucose). Sulla loro superficie hanno dei recettori speciali, chiamati FcεRI, che sono come delle antenne pronte a catturare gli anticorpi IgE, quelli che il nostro corpo produce specificamente contro un allergene (tipo polline, acari, cibo…).

Quando l’allergene entra di nuovo in contatto con noi, si lega a questi complessi IgE-FcεRI sui mastociti. È come se suonasse un campanello d’allarme potentissimo! I mastociti, in risposta, si “degranulano”, cioè rilasciano una valanga di sostanze infiammatorie: istamina (la responsabile del prurito e del gonfiore), proteasi, leucotrieni, prostaglandine, citochine… un vero e proprio arsenale chimico che scatena i sintomi allergici. Nei casi più gravi, questa reazione può diventare sistemica e pericolosa, portando all’anafilassi. Noi scienziati studiamo spesso un modello animale chiamato anafilassi sistemica passiva (PSA) proprio per capire meglio questi meccanismi.

Certo, anche altre cellule come basofili ed eosinofili partecipano alla festa infiammatoria, ma i mastociti sono considerati i protagonisti principali, soprattutto nelle fasi immediate della reazione allergica, data la loro posizione strategica e la rapidità con cui agiscono.

Entra in Scena PRL2: Una Proteina dai Molti Volti

E qui arriva la nostra protagonista: la PRL2, sigla che sta per “Phosphatase of regenerating liver 2”. È una proteina che appartiene alla famiglia delle fosfatasi PRL. Finora, l’abbiamo sentita nominare soprattutto in relazione ai tumori. Sembra infatti giocare ruoli importanti nella crescita delle cellule, nella loro sopravvivenza e migrazione. Spesso è sovraespressa in diversi tipi di cancro, ma attenzione, il suo ruolo è complesso e dipende dal contesto: in alcuni tumori sembra favorire la progressione, in altri addirittura il contrario!

Ma non è tutto. Studi precedenti, inclusi alcuni dei nostri, hanno rivelato che PRL2 è molto espressa anche nelle cellule del sistema immunitario innato e può regolare l’infiammazione e la risposta ai batteri. Abbiamo anche visto che è coinvolta nella formazione delle “trappole” dei neutrofili (NETs), importanti in malattie come la malaria grave o il danno polmonare acuto.

Considerando che PRL2 è presente in abbondanza anche nei mastociti (lo dicono i database!), ci siamo chiesti: e se avesse un ruolo anche nelle allergie? Nessuno ci aveva ancora guardato seriamente.

L’Esperimento Chiave: Topi Senza PRL2 e Allergie Scatenate

Per capirci qualcosa, abbiamo usato dei topi speciali, modificati geneticamente per non avere la proteina PRL2 specificamente nelle cellule mieloidi (una categoria che include i mastociti). Li abbiamo chiamati topi CKO (Conditional Knockout). Abbiamo poi indotto in questi topi e in topi normali (Wild-Type, WT) il modello di anafilassi sistemica passiva (PSA).

I risultati sono stati… impressionanti! I topi CKO, quelli senza PRL2, hanno sviluppato una reazione anafilattica molto più grave dei topi normali. La loro temperatura corporea scendeva più rapidamente e drasticamente (un segno classico di shock anafilattico nei topi). Analizzando i loro polmoni, abbiamo visto un edema (gonfiore dovuto a fuoriuscita di liquidi dai vasi) molto più marcato e un numero maggiore di mastociti “degranulati”, cioè che avevano rilasciato il loro contenuto infiammatorio. E non è finita: nel sangue dei topi CKO c’erano livelli significativamente più alti di mediatori tipici dei mastociti, come MCPT-1, LTC4, PGD2 e istamina.

Questi dati in vivo ci hanno dato un indizio fortissimo: la mancanza di PRL2 sembra peggiorare le reazioni allergiche mediate da IgE e FcεRI. Era chiaro che dovevamo andare a vedere cosa succedeva direttamente nei mastociti.

Zoom sui Mastociti: PRL2 Agisce da Freno

Abbiamo quindi coltivato in laboratorio mastociti derivati dal midollo osseo (BMMCs) sia da topi normali (WT) che da topi CKO (senza PRL2). Prima buona notizia (per la comprensione del meccanismo): la mancanza di PRL2 non sembrava influenzare lo sviluppo e la maturazione dei mastociti. Erano normali, almeno finché non venivano stimolati.

Ma quando li abbiamo “attivati” mimando una reazione allergica (usando IgE anti-DNP e l’antigene DNP-BSA), ecco la differenza! I mastociti senza PRL2 (KO) rilasciavano molti più granuli (misurando un enzima chiamato β-esosaminidasi) rispetto a quelli normali (WT). Rilasciavano anche quantità maggiori di PGD2, LTC4 e istamina.

Usando tecniche di citometria a flusso e microscopia, abbiamo potuto vedere che una percentuale maggiore di mastociti KO si degranulava dopo lo stimolo. Non solo: producevano anche più citochine e chemochine pro-infiammatorie (come IL-6, TNF-α, GM-CSF, CCL2). Insomma, senza PRL2, i mastociti diventavano iperattivi. Era come se mancasse un freno!

Il Meccanismo Molecolare: La Via del Calcio e PI3K

Ma come fa PRL2 a fare da freno? Per capirlo, abbiamo fatto un’analisi proteomica, cioè abbiamo guardato quali proteine cambiavano di livello nei mastociti attivati con o senza PRL2. È emerso che una via di segnalazione importante, quella della fosfolipasi D (PLD), sembrava più attiva nei mastociti KO. Questa via è collegata all’aumento del calcio intracellulare, un messaggero fondamentale per la degranulazione dei mastociti.

Abbiamo quindi misurato direttamente i livelli di calcio dentro le cellule usando sonde fluorescenti (Fluo-8 AM) e tecniche di imaging avanzate. Bingo! I mastociti KO mostravano un afflusso di calcio (Ca2+) citosolico più elevato e prolungato rispetto ai mastociti WT dopo la stimolazione allergica.

Non solo l’aumento di calcio era maggiore, ma sembrava anche accelerare la risposta. Usando un’altra sonda (Av.SRho) che marca i granuli quando vengono rilasciati all’esterno, abbiamo visto che nei mastociti KO il primo granulo veniva “espulso” prima rispetto ai WT. Inoltre, l’analisi 3D dei granuli rilasciati ha mostrato che nei mastociti KO erano più grandi e di forma più eterogenea. Questo suggerisce che PRL2 non solo regola *quanto* i mastociti reagiscono, ma anche *come* rilasciano i loro mediatori.

Scavando ancora più a fondo, abbiamo visto che la via di segnalazione PI3K/PLCγ1, che sta a monte dell’aumento di calcio, era effettivamente più attiva (più fosforilata) nei mastociti KO. E se bloccavamo questa via con un inibitore specifico (wortmannina), l’aumento di calcio e la degranulazione si riducevano, sia nei WT che nei KO, confermando il coinvolgimento di questo pathway. Quindi, sembra proprio che PRL2 agisca “frenando” la via PI3K/PLCγ1, limitando così l’ingresso di calcio e la conseguente attivazione dei mastociti.

Abbiamo anche osservato un’interazione leggermente aumentata tra le proteine SNARE VAMP-8 e SNAP-23 nei mastociti KO dopo stimolazione. Queste proteine sono cruciali per la fusione delle membrane durante l’esocitosi (il rilascio dei granuli), e questa alterazione potrebbe contribuire alla degranulazione più rapida ed eterogenea osservata.

Un Circolo Vizioso? L’IgE Riduce PRL2

C’è un altro dettaglio interessante: abbiamo notato che la semplice presenza di IgE (anche senza l’allergene) sembrava ridurre i livelli della proteina PRL2 nei mastociti, sia in coltura che nei polmoni dei topi trattati con IgE. Questo potrebbe suggerire un meccanismo di feedback negativo un po’ perverso: la stessa IgE che sensibilizza i mastociti all’allergia potrebbe anche ridurre i livelli del loro “freno” naturale, rendendoli potenzialmente ancora più reattivi.

Una Possibile Soluzione Terapeutica: L’Idrossiclorochina (HCQ)

Se PRL2 è un freno, come possiamo potenziarlo? Beh, un modo potrebbe essere impedire che venga degradato. Si dà il caso che un farmaco ben noto, l’idrossiclorochina (HCQ) – usato per la malaria e alcune malattie autoimmuni – sia stato segnalato per bloccare la degradazione di PRL2 in altri contesti infiammatori. Abbiamo verificato che HCQ impediva effettivamente la riduzione di PRL2 nei nostri mastociti stimolati con IgE.

A questo punto, la domanda era ovvia: può l’HCQ migliorare l’anafilassi nei topi normali, magari proprio preservando i livelli di PRL2? Abbiamo trattato i topi WT con HCQ per una settimana prima di indurre la PSA. Ebbene sì! I topi trattati con HCQ hanno mostrato una reazione anafilattica meno severa: la caduta di temperatura era minore, l’edema polmonare ridotto, e i livelli dei mediatori allergici nel sangue più bassi rispetto ai topi non trattati. Inoltre, nei polmoni dei topi trattati con HCQ, i livelli di PRL2 nei mastociti erano preservati nonostante la sfida allergica.

Questo risultato è entusiasmante perché non solo conferma il ruolo protettivo di PRL2 in vivo, ma suggerisce anche che farmaci capaci di mantenere alti i livelli di PRL2 (come l’HCQ, anche se servono cautele e studi specifici per l’uso nelle allergie) potrebbero avere un potenziale terapeutico.

Conclusioni e Prospettive Future

Quindi, cosa abbiamo imparato? Sembra proprio che la proteina PRL2 agisca come un regolatore negativo, un vero e proprio freno, per l’attivazione dei mastociti mediata da FcεRI. Quando manca PRL2, i mastociti diventano iper-reattivi a causa di un’eccessiva attivazione della via PI3K/PLCγ1 e un conseguente aumento del calcio intracellulare, portando a degranulazione e rilascio di mediatori infiammatori potenziati. Questo si traduce in reazioni allergiche più gravi, come abbiamo visto nel modello di anafilassi sistemica.

La scoperta che l’HCQ, bloccando la degradazione di PRL2, attenua l’anafilassi nei topi apre scenari interessanti. Certo, ci sono delle limitazioni: abbiamo usato topi CKO mieloidi, e sarebbe ideale confermare tutto con topi KO specifici per i mastociti. Inoltre, l’HCQ ha molti effetti e non è un attivatore diretto di PRL2; servirebbero farmaci più specifici, magari degli agonisti di PRL2, per un’applicazione terapeutica mirata e sicura nelle allergie.

Ma il messaggio chiave è forte: abbiamo identificato un nuovo meccanismo di controllo endogeno delle reazioni allergiche. Agire su PRL2, potenziandone l’attività o l’espressione nei mastociti, potrebbe rappresentare una nuova strategia terapeutica per combattere le allergie, dall’orticaria all’asma, fino alle forme più gravi di anafilassi. La ricerca continua, ma è una pista decisamente promettente!

Fonte: Springer