Il nostro sistema immunitario è costituito da una complessa rete di cellule, sostanze chimiche e proteine ​​che ci proteggono dalle malattie e dagli invasori stranieri. Una delle parti più importanti del nostro sistema immunitario è la capacità dei globuli bianchi di moltiplicarsi rapidamente quando incontrano una minaccia, come un’infezione batterica. Troppa di questa risposta immunitaria naturale può portare a disturbi autoimmuni, mentre troppo poca può portare a malattie croniche o sepsi.

Per comprendere meglio i meccanismi alla base di questa risposta immunitaria, i ricercatori dell’Università delle Scienze di Tokyo, in collaborazione con il RIKEN Center for Sustainable Resource Science e l’Università di Tokyo, hanno studiato una specie di batteri che oscilla naturalmente in termini di dimensioni della popolazione, un comportamento simile a quello dei globuli bianchi nel nostro sistema circolatorio.

I ricercatori hanno scoperto che la popolazione batterica era in grado di mantenere un equilibrio oscillante stabile senza la necessità di complessi meccanismi di regolamentazione. Hanno utilizzato modelli matematici per dimostrare come i batteri fossero in grado di raggiungere questo obiettivo attraverso un equilibrio tra cicli di feedback positivi e cicli di feedback negativi.

Questa ricerca fornisce una preziosa visione di come i nostri corpi sono in grado di mantenere l’omeostasi e prevenire l’esplosione demografica di cellule immunitarie. Ha anche implicazioni per la comprensione e il trattamento del cancro, che è caratterizzato dalla crescita incontrollata delle cellule. Acquisendo una migliore comprensione di come il nostro corpo regola naturalmente la crescita cellulare, i ricercatori potrebbero essere in grado di sviluppare trattamenti più efficaci per il cancro e altre malattie.

Il gruppo di ricerca, guidato dal professor Hiroaki Kashiwagi dell'Università delle Scienze di Tokyo, si è concentrato su una specie di batteri chiamata *Caulobacter crescentus*. Questo batterio oscilla naturalmente in termini di dimensioni della popolazione, con il numero di cellule che aumenta e diminuisce nel tempo secondo uno schema prevedibile.

I ricercatori hanno utilizzato modelli matematici per studiare i meccanismi alla base di queste oscillazioni della popolazione. Hanno scoperto che i batteri erano in grado di raggiungere questo obiettivo attraverso un equilibrio tra cicli di feedback positivi e cicli di feedback negativi.

I cicli di feedback positivi si verificano quando un aumento di una determinata variabile porta ad un ulteriore aumento di quella variabile. Nel caso di *C. crescentus*, la crescita della popolazione batterica porta ad un aumento della produzione di un ormone chiamato fattore di rilevamento del quorum. Questo ormone stimola quindi l'ulteriore crescita della popolazione batterica.

I circuiti di feedback negativi si verificano quando un aumento di una determinata variabile porta ad una diminuzione di quella variabile. Nel caso di *C. crescentus*, la crescita della popolazione batterica porta ad un aumento della produzione di una proteina chiamata Hfq. Questa proteina inibisce quindi la produzione del fattore di rilevamento del quorum, che a sua volta rallenta la crescita della popolazione batterica.

I ricercatori hanno scoperto che l’equilibrio tra questi circuiti di feedback positivi e negativi permetteva alla popolazione batterica di mantenere un equilibrio oscillante stabile senza la necessità di complessi meccanismi di regolamentazione.

Questa ricerca fornisce una preziosa visione di come i nostri corpi sono in grado di mantenere l’omeostasi e prevenire l’esplosione demografica di cellule immunitarie. Ha anche implicazioni per la comprensione e il trattamento del cancro, che è caratterizzato dalla crescita incontrollata delle cellule. Acquisendo una migliore comprensione di come il nostro corpo regola naturalmente la crescita cellulare, i ricercatori potrebbero essere in grado di sviluppare trattamenti più efficaci per il cancro e altre malattie.

I risultati del gruppo di ricerca sono stati pubblicati sulla rivista *Physical Biology*.