Novel Immunomodulatory effect of miR-142 / ROCK2 Axis, on Leishmania infected macrophages

All'interno del corpo umano, una guerra silenziosa si consuma spesso nelle camere microscopiche del nostro sistema immunitario. I soldati in prima linea in questo conflitto sono i macrofagi, un tipo di globulo bianco progettato per dare la caccia e distruggere gli invasori. Quando un parassita chiamato Leishmania entra nel corpo attraverso la puntura di una mosca della sabbia, si nasconde proprio all'interno di queste cellule. L'esito dell'infezione dipende da come reagisce il macrofagi. A volte, la cellula si risveglia e diventa un guerriero feroce, pompando sostanze chimiche tossiche per uccidere il parassita. Altre volte, il parassita inganna la cellula facendola diventare un ospite tranquillo e passivo, permettendogli di moltiplicarsi e diffondersi. Questo passaggio tra uno stato aggressivo e uno passivo è noto come polarizzazione, e trovare un modo per costringere la cellula a tornare in modalità combattimento potrebbe essere la chiave per curare una malattia che colpisce milioni di persone in tutto il mondo.

Un team di ricercatori dell'Istituto Pasteur dell'Iran e di altre università ha scoperto un particolare interruttore molecolare che controlla questo comportamento. Si sono concentrati su una minuscola molecola chiamata miR-142, che agisce come un interruttore di regolazione per una proteina chiamata ROCK2. In termini semplici, ROCK2 è una proteina che aiuta il macrofago a rilassarsi e diventare passivo, uno stato che favorisce la sopravvivenza del parassita. I ricercatori hanno scoperto che, quando il corpo è infetto, i livelli di miR-142 scendono, permettendo a ROCK2 di salire e alla cellula di diventare passiva. Tuttavia, aumentando artificialmente i livelli di miR-142 in laboratorio, sono stati in grado di ridurre la proteina ROCK2, costringendo il macrofago a rimanere nella sua modalità aggressiva e di uccisione del parassita.

Lo studio è iniziato osservando come si comportano queste cellule quando sono sane rispetto a quando sono infette. Gli scienziati hanno prelevato midollo osseo da topi e lo hanno fatto crescere in piastre di coltura per ottenere macrofagi. Hanno confermato che queste cellule potevano essere addestrate per essere o aggressive o passive. Quando addestrate ad essere aggressive, le cellule mostravano alti livelli di miR-142 e bassi livelli di ROCK2. Quando addestrate a essere passive, accadeva l'opposto. I ricercatori hanno poi infettato queste cellule con Le_ishmania major, una specie comune del parassita. Hanno osservato che l'infezione causava naturalmente l'abbassamento dei livelli di miR-142 nelle cellule. Questo calo ha permesso a ROCK2 di aumentare, il che a sua volta ha aiutato il parassita a sopravvivere e moltiplicarsi all'interno della cellula. Sembrava che il parassita stesse con successo dirottando la macchina interna della cellula per mantenerla calma.

Per testare se potessero invertire questo processo, gli scienziati hanno introdotto uno strumento genetico nelle cellule per costringerle a produrre ulteriore miR-142. Hanno utilizzato un vettore, un veicolo di consegna fatto di materiale genetico, per inserire le istruzioni per la creazione di questa molecola direttamente nei macrofagi. L'esperimento è stato altamente efficiente, con più dell'80 percento delle cellule che hanno assorbito con successo le nuove istruzioni. Una volta che le cellule sono state inondate di miR-142, i risultati sono stati immediati e chiari. I livelli della proteina ROCK2 sono scesi significativamente. Poiché ROCK2 era soppresso, le cellule non sono passate allo stato passivo. Invece, sono rimaste nella loro modalità aggressiva e pro-infiammatoria.

Le conseguenze di questo cambiamento sono state drammatiche. Nelle cellule in cui il miR-142 è stato potenziato, il numero di parassiti all'interno è diminuito drasticamente. Le cellule hanno prodotto alti livelli di sostanze chimiche tossiche, specificamente ossido nitrico, che sono note per distruggere il parassita. Allo stesso tempo, la produzione di sostanze che solitamente aiutano il parassita a sopravvivere, come l'arginasi, è stata ridotta. I ricercatori hanno anche controllato i livelli di varie molecole di segnalazione, o citochine, che dicono al sistema immunitario cosa fare. Hanno scoperto che le cellule potenziate rilasciavano più segnali che innescano un attacco e meno segnali che calmano il sistema immunitario. Ciò ha confermato che le cellule non stavano solo sopravvivendo all'infezione, ma la stavano combattendo attivamente.

Lo studio ha anche esaminato un particolare marcatore di superficie chiamato CD200, che il parassita usa per inviare segnali inibitori alla cellula, dicendole di smettere di combattere. Nelle cellule con alti livelli di miR-142, l'espressione di questo marcatore è stata ridotta, impedendo ulteriormente al parassita di silenziare la risposta immunitaria. I ricercatori hanno verificato questi risultati utilizzando molteplici metodi, inclusa l'osservazione microscopica delle cellule e test chimici per misurare i livelli proteici. Hanno confermato che la riduzione di ROCK2 non era solo una fluttuazione temporanea, ma un cambiamento sostenuto che correlava direttamente con il minor carico parassitario.

Questo lavoro evidenzia un meccanismo preciso attraverso il quale un parassita manipola il suo ospite e come tale manipolazione possa essere contrastata. I ricercatori non hanno affermato di aver trovato una cura per la malattia, ma hanno dimostrato che la via miR-142 e ROCK2 è un punto di controllo critico. Comprendendo che il miR-142 agisce come un inibitore selettivo di ROCK2, hanno dimostrato che è possibile spostare l'equilibrio a favore dell'ospite. Le scoperte suggeriscono che la capacità del parassita di sopravvivere dipende dal mantenere bassi i livelli di miR-142, e che aumentare artificialmente questi livelli può ripristinare la naturale capacità della cellula di uccidere l'invasore. Ciò fornisce un bersaglio molecolare chiaro per la ricerca futura su come trattare la leishmaniosi, offrendo un potenziale percorso per risvegliare le difese del sistema immunitario contro un patogeno persistente e pericoloso.