Quando il cervello apprende e memorizza è aiutato dalla “interleuchina 4” (IL-4), molecola anti-infiammatoria che modula positivamente la risposta immune delle cellule meningee agli stimoli esterni. Lo ha scoperto uno studio dell’Università della Virginia recentemente pubblicato sul Journal of Experimental Medicine.
E’ Noël Derecki del Dipartimento di Neuroscienze dell’Università della Virginia ad avere studiato da vicino i meccanismi molecolari dei numerosi effetti benefici di IL-4 sulla funzionalità del sistema nervoso centrale, concentrandosi in particolare sui processi di apprendimento spaziale e di memoria a lungo termine.
Malattia, stress, depressione, invecchiamento e altre condizioni somatiche che alterano le funzioni cognitive sono state associate all’espressione di citochine pro-infiammatorie e dei loro recettori in diverse aree cerebrali.
Una di queste regioni del cervello risulta essere l’ippocampo, sede dei processi di apprendimento spaziale e di memoria. Ma qual è il meccanismo molecolare che unisce l’azione del sistema immunitario alle funzioni del cervello?
I protagonisti di questo processo sarebbero tre: le cellule T, le cellule mieloidi e gli astrociti (cellule di supporto ai neuroni).
Nelle meningi sono presenti le cellule mieloidi, che normalmente producono citochine pro-infiammatorie (TNF e IL-12). Queste citochine mantengono bassa la concentrazione del fattore neurotrofico derivante dal cervello (BDNF), prodotto dagli astrociti. E’ noto che il BDNF ha un ruolo chiave in diversi paradigmi di memoria e di apprendimento, incluso il “labirinto ad acqua di Morris”, compito che richiede all’animale di imparare a trovare una piattaforma nascosta in una vasca d’acqua.
Quando il topo memorizza dove è collocata la piattaforma (apprendimento spaziale) e a ritrovarla in un momento successivo (memoria a lungo termine), nel suo cervello si può osservare un accumulo di cellule T a livello delle meningi, in particolare del tipo che esprime il recettore CD4+, in grado di produrre IL-4.
L’interleuchina “buona” si oppone agli effetti delle citochine delle cellule mieloidi meningee, promuovendo la produzione di BDNF da parte degli astrociti vicini alle pareti ventricolari dell’ippocampo. Il risultato è una inibizione dell’effetto deleterio pro-infiammatorio delle cellule mieloidi su astrociti e neuroni e una azione promotrice dell’apprendimento e della memoria.
La mancanza di cellule T o di IL-4 (utilizzando farmaci immunosoppressori, anticorpi, irradiazione del midollo) comporta il prevalere del profilo pro-infiammatorio delle cellule mieloidi meningee e la comparsa di gravi danni cognitivi.
“Questi risultati sono importanti per la comprensione del ruolo delle T nel mantenimento del bilanciamento anti/pro infiammatorio meningeo; è anche importante considerare lo sviluppo di modelli terapeutici basati sulla modulazione diretta delle cellule mieloidi meningee, aggirando così la necessità della perturbazione delle cellule T ed evitando le potenziali complicanze come una malattia autoimmune”, spiega il ricercatore americano.
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