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Gli organismi sono costantemente invasi da agenti patogeni come i virus. Il nostro sistema immunitario entra in azione per combattere immediatamente questi agenti patogeni. La risposta immunitaria innata non specifica viene attivata per prima e segue la risposta immunitaria adattativa o acquisita. In questa seconda reazione di difesa, i linfociti T citotossici specializzati noti come cellule T killer distruggono le cellule del corpo che sono state infettate e quindi prevengono la diffusione del danno. Gli esseri umani possiedono un repertorio di circa 20 milioni di cloni di cellule T con specificità variabile per contrastare la moltitudine di agenti infettivi esistenti. Ma come fanno i linfociti T killer a sapere da dove proviene il pericolo? Come fanno a riconoscere che qualcosa non va all'interno di una cellula in cui si nascondono virus? Non possono solo dare una rapida occhiata all'interno.
A questo punto, entra in gioco l'elaborazione dell'antigene. Il processo può essere paragonato alla creazione di un segnale stradale. Il codice a barre molecolare viene "elaborato" o assemblato nella cellula, nel reticolo endoplasmatico, per l'esattezza. Nella sua realizzazione vengono utilizzate molecole speciali, le molecole MHC di classe I. Sono caricati con informazioni sull'invasore del virus in una macchina molecolare, il peptide loading complex (PLC). Queste informazioni sono costituite da peptidi, frammenti della proteina estranei al corpo. Questi frammenti contengono anche epitopi, i segmenti molecolari che provocano una risposta immunitaria specifica.
Durante il processo di caricamento, si forma così un complesso epitopico MHC I-peptide, e questo è il segnale stradale che viene quindi trasportato sulla superficie della cellula e presentato in una forma facilmente accessibile alle cellule T killer:potremmo quasi dire che viene loro consegnato su un piatto d'argento. Anche gli chaperon, speciali proteine accessorie che aiutano il corretto ripiegamento delle proteine con strutture complesse nelle cellule, svolgono un ruolo significativo.
Gli accompagnatori che supportano l'elaborazione dell'antigene sono calreticolina, ERp57 e tapasin. Ma come lavorano insieme? E quanto sono importanti per l'elaborazione dell'antigene? Una risposta ora è stata fornita da uno studio condotto dalla Goethe University di Francoforte e dall'Università di Oxford e pubblicato su Nature Communications .
"Con questo studio, abbiamo raggiunto una svolta nella nostra comprensione del controllo della qualità cellulare", afferma il professor Robert Tampé, direttore dell'Istituto di biochimica della Goethe University di Francoforte. Spiega la logica alla base di questo processo di controllo della qualità come segue:"Il complesso dell'epitopo del peptide I-MHC, il segnale stradale, deve essere eccezionalmente stabile e per un periodo piuttosto lungo, perché la risposta immunitaria adattativa non si avvia all'istante. Da 3 a 5 giorni per iniziare".
Quindi, il segno non deve crollare dopo un giorno; ciò sarebbe disastroso, poiché le cellule di difesa immunitaria non riuscirebbero a rilevare le cellule infettate da un virus. Ciò significherebbe che non distruggerebbero queste cellule e il virus sarebbe in grado di continuare la sua diffusione senza ostacoli. Un problema simile si presenterebbe se una cellula del corpo fosse mutata in una cellula tumorale:la minaccia rimarrebbe inosservata. È fondamentale, quindi, che sia in atto un sistema di controllo della qualità.
Come mostra lo studio, gli accompagnatori sono componenti centrali del processo:conferiscono al segnale stradale la stabilità a lungo termine che deve avere effettuando una selezione rigorosa. Rifiutando i frammenti di virus di breve durata nella massa di materiale disponibile, assicurano che solo le molecole MHC I caricate con gli epitopi peptidici migliori e più stabili nel complesso con MHC I vengano rilasciate dal complesso di caricamento del peptide.
Gli accompagnatori hanno compiti diversi in questo processo di selezione così importante per la risposta immunitaria adattativa. Tampé afferma che "la tapasin funge da catalizzatore che accelera lo scambio di epitopi peptidici subottimali con epitopi ottimali. Calreticulin ed ERp57, al contrario, sono distribuiti universalmente". Questo approccio concertato assicura che solo i complessi MHC I stabili con epitopi peptidici ottimali raggiungano la superficie cellulare e svolgano il loro ruolo di guidare le cellule T killer verso la cellula infetta o mutata.
"Ora capiamo meglio quali peptidi vengono caricati e come ciò avvenga ora. Possiamo anche prevedere in modo più affidabile gli epitopi peptidici dominanti, in altre parole gli epitopi peptidici stabili che saranno selezionati dalla rete di chaperone". Tampé spera che i nuovi risultati si rivelino utili per lo sviluppo di futuri vaccini contro le varianti del virus. Potrebbero anche facilitare i progressi sulle future terapie tumorali. "Entrambi gli argomenti sono direttamente collegati. Ma le applicazioni nella terapia dei tumori sono sicuramente più complesse e più a lungo termine". + Esplora ulteriormente
