Chronic complex regional pain syndrome patient IgM has pronociceptive effects in the spinal cord, but not skin, of fracture mice

Il dolore è spesso un sistema di avvertimento, un segnale che un tessuto è danneggiato e necessita di protezione. Ma in una condizione chiamata sindrome da dolore regionale complesso, o CRPS, quel sistema di avvertimento entra in un regime di iperattività molto tempo dopo che la lesione è guarita. Una frattura ossea o una lieve ustione possono scatenare mesi o anni di dolore bruciante, gonfiore ed estrema sensibilità al tatto in un arto che appare normale all'occhio. Per decenni, i medici hanno lottato per capire perché ciò accada e perché sia così difficile da trattare. Una teoria prevalente suggerisce che il sistema immunitario del corpo, che di solito combatte batteri e virus, si volti erroneamente contro i tessuti del corpo stesso. Nello specifico, i ricercatori sospettano che certe proteine immunitarie, note come anticorpi, si leghino alle cellule del corpo stesso mantenendo attivi i segnali del dolore.

Il sistema immunitario possiede molte diverse tipologie di armi, tra cui un anticorpo grande e pesante chiamato IgM. Pensate all'IgM come a una massiccia stella marina a cinque braccia che galleggia nel sangue. Poiché è così grande, generalmente non riesce a infilarsi facilmente attraverso le strette pareti dei vasi sanguigni per entrare in tessuti delicati come la pelle o il midollo spinale. Tuttavia, quando il sistema immunitario è confuso, come nel caso della CRPS, questi anticorpi potrebbero trovare un modo per causare problemi. La domanda centrale per gli scienziati è stata: questi anticorpi ribelli attaccano la pelle dell'arto lesionato, il midollo spinale dove vengono elaborati i segnali del dolore, o entrambi? E questo attacco cambia man mano che la malattia passa dalle fasi iniziali a uno stato cronico e a lungo termine?

Un team di ricercatori provenienti dagli Stati Uniti, dal Regno Unito e dalla Germania ha ora fornito una risposta chiara a questa domanda utilizzando un modello murino specializzato della malattia. Hanno lavorato con topi che avevano subito fratture alle ossa delle gambe e che erano privi del proprio sistema immunitario, il che significava che non potevano produrre alcun anticorpo proprio. Ciò ha permesso agli scienziati di agire come una tabula rasa, iniettando loro componenti del sangue di pazienti umani per vedere esattamente cosa farebbero quei componenti. I ricercatori si sono concentrati su pazienti che soffrivano di CRPS da più di un anno, una fase in cui il dolore è spesso ostinato e resistente ai trattamenti standard.

Quando gli scienziati hanno preso gli anticorpi IgM da questi pazienti cronici e li hanno iniettati direttamente nel liquido spinale dei topi, i risultati sono stati immediati e drammatici. Entro un'ora, i topi hanno sviluppato una grave sensibilità al dolore nella gamba lesionata, sussultando a tocchi leggeri che precedentemente avevano ignorato. Hanno anche smesso di caricare il peso su quella gamba, un segno chiaro di significativo disagio. Questo è accaduto ogni singola volta, con gli anticorpi di tutti i dieci pazienti cronici testati. Tuttavia, quando i ricercatori hanno iniettato gli stessi identici anticorpi direttamente nella pelle del piede lesionato dei topi, non è successo nulla. Il dolore non è aumentato. Questa scoperta è stata un indizio fondamentale: nella fase cronica della malattia, gli anticorpi problematici prendevano di mira il midollo spinale, non la pelle.

Per capire perché questo fosse importante, il team ha esaminato cosa stessero effettivamente afferrando questi anticorpi all'interno del corpo. Hanno scoperto che l'IgM dei pazienti cronici aveva una forte attrazione per una specifica proteina chiamata GFAP, che si trova nelle cellule di supporto del midollo spinale. Quando i ricercatori hanno iniettato una versione sintetica di un anticorpo che bersaglia questa proteina GFAP direttamente nel liquido spinale dei topi, ciò ha causato la stessa rapida risposta dolorosa. Questo ha confermato che gli anticorpi stavano effettivamente agganciandosi alla struttura di supporto del midollo spinale. Al contrario, quando hanno iniettato gli anticorpi anti-GFAP nella pelle, i topi non hanno avvertito dolore extra. Ciò ha suggerito che, con il passare del tempo, il sistema immunitario nei pazienti con CRPS sposta il proprio focus. Nelle fasi iniziali della malattia, gli anticorpi attaccano sia la pelle che il midollo spinale, ma man mano che la condizione diventa cronica, l'attacco sembra concentrarsi quasi interamente sul midollo spinale.

I ricercatori hanno anche indagato perché l'iniezione degli anticorpi nel flusso sanguigno non causasse dolore nella pelle, ma causasse dolore quando iniettata nel liquido spinale. Sospettavano che la dimensione dell'anticorpo IgM fosse la barriera. Poiché l'anticorpo è così grande, fatica a attraversare la barriera emato-midollare, un muro protettivo che mantiene il midollo spinale al sicuro dal resto del corpo. Per testare questo, hanno utilizzato una sostanza chimica sicura per aprire temporaneamente le fessure in questa barriera. Quando hanno iniettato gli anticorpi dei pazienti cronici nel flusso sanguigno e poi hanno aperto la barriera, il dolore è apparso entro un'ora, proprio come era accaduto con l'iniezione spinale diretta. Questo ha dimostrato che gli anticorpi erano capaci di causare dolore nel midollo spinale, ma semplicemente non riuscivano ad arrivarci abbastanza velocemente attraverso la circolazione normale per causare il rapido dolore cutaneo visto nella fase iniziale della malattia.

Infine, il team ha tracciato la reazione a catena che seguiva il legame dell'anticorpo. Hanno scoperto che, una volta che gli anticorpi IgM si agganciavano al midollo spinale, innescavano una cascata di eventi che coinvolgevano il sistema del complemento del corpo, una parte della risposta immunitaria che agisce come un allarme chimico. Questo allarme attivava piccole cellule immunitarie nel midollo spinale chiamate microglia, che poi rilasciavano sostanze chimiche infiammatorie note come citochine. Queste sostanze chimiche sono gli agenti effettivi che aumentano il volume dei segnali del dolore. Quando i ricercatori hanno bloccato l'allarme del complemento o interrotto il rilascio di queste sostanze chimiche infiammatorie, la risposta al dolore è svanita completamente, anche in presenza degli anticorpi.

Questo lavoro dipinge un quadro dettagliato di come il dolore cronico possa diventare un ciclo autosufficiente guidato dal sistema immunitario. Suggerisce che nella CRPS a lungo termine, il dolore non proviene dall'arto lesionato in sé, ma dal midollo spinale, dove il sistema immunitario ha imparato ad attaccare le proprie cellule di supporto. Le scoperte offrono una spiegazione potenziale del perché l'amputazione a volte non riesca a alleviare il dolore in questi pazienti; se il problema è nel midollo spinale, rimuovere l'arto non rimuove la fonte del dolore. Identificando il bersaglio specifico nel midolo spinale e la via chimica che ne consegue, lo studio punta verso nuovi modi per trattare questa debilitante condizione, concentrandosi sul blocco dell'attacco immunitario a livello del midollo spinale piuttosto che sulla semplice gestione dei sintomi nell'arto.