Siamo abituati a considerare il DNA il custode dell'informazione genetica, la sede in cui sono contenute tutte le istruzioni necessarie per lo sviluppo di un organismo e per lo svolgimento dei processi biologici necessari alla sua sopravvivenza. Eppure, il DNA fa anche altro. Infatti, in specifiche condizioni, il materiale genetico può essere rilasciato dalle cellule del sistema immunitario, promuovendo le risposte infiammatorie in modo diretto. Queste estrusioni di DNA sono state osservate per esempio su neutrofili ed eosinofili, cellule dell'immunità innata, che utilizzano questo sistema per controllare le infezioni batteriche.

Un nuovo studio, realizzato grazie al sostegno di AISM e della sua Fondazione FISM, condotto dall'Istituto Neurologico Carlo Besta di Milano e dall’Istituto Nazionale dei Tumori di Milano in collaborazione con la Stanford University, mostra che un meccanismo simile si osserva anche sui linfociti T, contribuendo ad alimentare la risposta autoimmune contro la mielina, un processo caratteristico della sclerosi multipla. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista scientifica  PNAS.

Gli scienziati hanno osservato che, quando attivati, i linfociti T CD4 (parte dell'immunità adattativa, ovvero quella che mette in campo risposte più specifiche verso attacchi da parte di agenti estranei) rilasciano filamenti di DNA ossidato. Un fenomeno osservato tanto nei CD4 umani che murini.

Gli scienziati hanno soprannominato queste estrusioni THREDs (T helper released extracellular DNAs) e hanno ipotizzato che il DNA di cui sono fatti possa avere origine sia dal nucleo delle cellule che dai mitocondri (piccoli organelli che si trovano all'interno delle cellule e che custodiscono piccole quantità di materiale genetico). Queste estrusioni, spiegano i ricercatori, così come osservato in altre cellule del sistema immunitario, partecipano alla risposta infiammatoria. In particolare i THREDs stimolano gli stessi linfociti T da cui sono prodotti, favorendo la produzione di citochine con attività infiammatoria. Ma non solo.  I ricercatori hanno infatti dimostrato che l'azione infiammatoria promossa da questi filamenti di DNA potrebbe avere un ruolo anche nei processi patologici alla base della sclerosi multipla.

In un modello sperimentale di malattia (experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE) è stato evidenziato che i linfociti T che partecipano alla risposta autoimmune diretta verso la mielina producono THREDs. Questo stesso processo però, spiegano gli scienziati, può essere contrastato. Dal momento che la formazione di queste estrusioni di DNA dipende dalla produzione di radicali liberi (ROS, specie reattive dell'ossigeno) di origine mitocondriale, l'idea è che, bloccandone la formazione, si possano inibire anche i processi infiammatori ad esse associati.

E così è stato, come ha spiegato Massimo Costanza dell'Istituto Neurologico Carlo Besta di Milano, che insieme a Rosetta Pedotti ha coordinato lo studio: «L'inibizione del rilascio dei THREDs da parte linfociti T CD4+ attraverso l’utilizzo di un inibitore dei ROS mitocondriali è efficace nel revertire lo sviluppo della EAE». L'azione contro la mielina, e così anche l'infiammazione a base autoimmunitaria a livello del sistema nervoso centrale, si riducevano bloccando la produzione dei ROS e con questo l'estrusione del materiale genetico dai linfociti. «Questo studio – commenta Costanza - estende il processo di rilascio di DNA con attività infiammatoria all’immunità adattativa e, insieme ai lavori precedenti, suggerisce che il DNA si è evoluto con una duplice funzione: quella di mantenere l’integrità genetica e quella di sostenere le risposte immunitarie dell’organismo». Queste estrusioni di DNA, concludono infine gli autori, potrebbero rappresentare un nuovo target terapeutico nella lotta a malattie a base infiammatoria e a condizioni autoimmunitarie in cui i linfociti CD4 svolgono un ruolo chiave, come la sclerosi multipla o la neuromielite ottica.

Referenza
Titolo:  DNA threads released by activated CD4+ T lymphocytes provide autocrine costimulation
Autori: Massimo Costanza, Pietro L. Poliani, Paola Portararo, Barbara Cappetti, Silvia Musio,     Francesca Pagani, Lawrence Steinman, Mario P. Colombo, Rosetta Pedotti, and Sabina Sangaletti.
Rivista: PNAS April 30, 2019 116 (18) 8985-8994

Doi: https://doi.org/10.1073/pnas.1822013116