Una nuova ricerca condotta presso la Washington University School of Medicine di St. Louis ha indagato la relazione tra mente e corpo, nello specifico tra sistema immunitario e cervello.
L’esperimento è stato condotto sui topi, i ricercatori hanno scoperto che le cellule immunitarie che circondano il cervello producono una molecola che viene poi assorbita dai neuroni e che sembrerebbe essere necessaria per la messa in atto del normale comportamento (Alves de Lima et al., 2020).
I risultati, pubblicati il 14 settembre su Nature Immunology, indicano che gli elementi del sistema immunitario influenzano sia la mente che il corpo e che la molecola immunitaria IL-17 potrebbe essere un collegamento chiave tra i due (Alves de Lima et al., 2020).
Il cervello e il corpo non sono così separati come si pensa; la molecola immunitaria – IL-17 – è prodotta da cellule immunitarie che risiedono in aree intorno al cervello e potrebbe influenzare la funzione cerebrale attraverso le interazioni con i neuroni. I ricercatori stanno esaminando se troppo o troppo poco di IL-17 potrebbe essere collegato all’ansia nelle persone (Alves de Lima et al., 2020).
IL-17 è una citochina, una molecola di segnalazione che orchestra la risposta immunitaria all’infezione attivando e dirigendo le cellule immunitarie. IL-17 è stato anche collegato all’autismo negli studi sugli animali e alla depressione nelle persone (Alves de Lima et al., 2020).
Il modo in cui una molecola immunitaria come l’IL-17 possa influenzare i disturbi cerebrali, tuttavia, è un mistero, poiché nel cervello le poche cellule immunitarie che vi risiedono non producono IL-17. Ma Kipnis, insieme al primo autore e ricercatore post-dottorato Kalil Alves de Lima, PhD, si è reso conto che i tessuti che circondano il cervello pullulano di cellule immunitarie, tra cui una piccola popolazione nota come cellule T gamma delta che producono IL-17. Hanno quindi deciso di determinare se le cellule T gamma-delta vicino al cervello hanno un impatto sul comportamento.
Usando i topi, hanno scoperto che le meningi sono ricche di cellule T gamma-delta e che tali cellule, in condizioni normali, producono continuamente IL-17, riempiendo i tessuti che circondano il cervello con IL-17 (Alves de Lima et al., 2020).
Per determinare se le cellule T gamma-delta o l’IL-17 influenzassero o meno il comportamento, i topi sono stati sottoposti a test di memoria, comportamento sociale e ansia. I risultati mostrano che i topi privi di cellule T gamma-delta o IL-17 erano indistinguibili da quelli con un sistema immunitario normale su tutte le misure tranne l’ansia. In natura, i campi aperti lasciano i topi esposti a predatori come gufi e falchi, quindi hanno sviluppato la paura degli spazi aperti. I ricercatori hanno condotto due test separati che prevedevano di dare ai topi la possibilità di entrare nelle aree esposte. Mentre quelli con quantità normali di cellule T gamma-delta e livelli di IL-17 si sono mantenuti per lo più sui bordi più protettiti e in aree chiuse, i topi senza cellule T gamma-delta o IL-17 si sono avventurati nelle aree all’aperto, un intervallo di vigilanza che i ricercatori hanno interpretato come diminuzione dell’ansia (Alves de Lima et al., 2020).
Inoltre, gli scienziati hanno scoperto che i neuroni nel cervello hanno recettori sulla loro superficie che rispondono all’IL-17. Quando gli scienziati hanno rimosso quei recettori in modo che i neuroni non potessero rilevare la presenza di questa molecola, i topi hanno mostrato meno vigilanza. I risultati suggeriscono che i cambiamenti comportamentali non sono un sottoprodotto ma una parte integrante della comunicazione neuroimmune (Alves de Lima et al., 2020).
Sebbene i ricercatori non abbiano esposto i topi a batteri o virus per studiare direttamente gli effetti dell’infezione, hanno iniettato negli animali il lipopolisaccaride, un prodotto batterico che suscita una forte risposta immunitaria. Le cellule T gamma-delta nei tessuti intorno al cervello dei topi hanno prodotto più IL-17 in risposta all’iniezione. Quando gli animali sono stati trattati con antibiotici, tuttavia, la quantità di IL-17 è stata ridotta, suggerendo che le cellule T gamma-delta potrebbero rilevare la presenza di batteri normali come quelli che compongono il microbioma intestinale, nonché specie batteriche invasori, e rispondere in modo appropriato per regolare il comportamento (Alves de Lima et al., 2020).
I ricercatori ipotizzano che il legame tra il sistema immunitario e il cervello potrebbe essersi evoluto come parte di una strategia di sopravvivenza su più fronti. Una maggiore vigilanza potrebbe aiutare i roditori a sopravvivere a un’infezione scoraggiando comportamenti che aumentano il rischio di ulteriori infezioni.
Il sistema immunitario e il cervello si sono molto probabilmente co-evoluti, molecole speciali che ci proteggono sia a livello immunologico che a livello comportamentale rappresentano una strategia intelligente per proteggerci dalle infezioni. Questo è un buon esempio di come le citochine, che sostanzialmente si sono evolute per combattere i patogeni, agiscono anche sul cervello e modulano il comportamento.
I ricercatori stanno ora studiando come le cellule T gamma-delta nelle meningi rilevano i segnali batterici da altre parti del corpo, e come la segnalazione di IL-17 nei neuroni si traduce in cambiamenti comportamentali (Alves de Lima et al., 2020).
