Premio di Studio in memoria di Ivana Simonetti

Sintesi del lavoro del Dott. Bondanza, vincitore del Premio 2004

 

 

 

Cellule apoptotiche e lupus: da spettatori innocenti a potenziale bersaglio terapeutico

 

Attilio Bondanza

Istituto Scientifico S.Raffaele, Milano

 

 

Il lupus eritematoso sistemico è una malattia infiammatoria cronica sistemica, caratterizzata dalla produzione di anticorpi diretti nei confronti di un ampio spettro di auto-antigeni, localizzati nella membrana, nel citoplasma e nel nucleo delle cellule. Nonostante il meccanismo con il quale gli auto-anticorpi possano provocare infiammazione, nonchè l’associazione tra la presenza di alcuni auto-anticorpi e determinate manifestazioni cliniche siano pressochè delucidati, la loro origine resta nella più totale oscurità. Una seminale scoperta, occorsa ormai più di dieci anni fa ad opera di Livia Casciola-Rosen ed Anthony Rosen, ha gettato un raggio di luce in questa oscurità. Nel 1994, i due ricercatori riportavano che alcuni auto-anticorpi tipici del lupus, quali quelli diretti nei confronti del DNA, dei fosfolipidi e delle molecole Ro e La, sono in grado di riconoscere selettivamente parti di cellule umane andate incontro a morte cellulare programmata o apoptosi. Tale scoperta apriva un paradosso, dal momento che l’apoptosi, fino ad allora, era dogmaticamente considerata una forma di morte “sicura”, non infiammatoria, poichè associata al fisiologico rimaneggiamento tessutale.

Il fatto che gli auto-anticorpi caratteristici del lupus legassero cellule apoptotiche, se da una parte chiariva le basi fisiopatologiche di alcuni fenomeni lupici, dall’altra suggeriva problematicamente la necessità che il sistema immunitario potesse reagire nei confronti delle cellule apoptotiche come se fossero agenti “pericolosi”. Il legame degli auto-anticorpi a cellule apoptotiche, ad esempio, forniva le basi molecolari ad alcuni fenomeni come la fotosensibilità. E’ oggi riconosciuto, infatti, che l’esposizione a raggi ultravioletti provoca l’apoptosi delle cellule della pelle, il legame di auto-anticorpi e conseguente infiammazione. In immunologia, qualsiasi struttura ricononosciuta da un anticorpo, o da un linfocita, viene definita antigenica. Le osservazioni di cui sopra, hanno dimostrato, una volta per tutte, le proprietà antigeniche delle cellule apoptotiche. Il problema non risolto, tuttavia, è come le cellule apoptotiche, che sono antigeniche, possano diventare immunogeniche, cioè capaci di evocare attivamente una risposta immunitaria. In altre parole, la domanda cruciale è in che modo cellule apoptotiche si tramutino, da soggetti passivi, a soggetti attivamente coinvolti nella risposta.

Negli ultimi anni ho concentrato il mio impegno alla ricerca di una soluzione a questo dilemma, nell’idea che la comprensione dei meccansimi alla base del riconoscimento immunitario delle cellule apoptotiche possa costituire una base per l’utilizzo di strategie innovative per la cura del lupus. Sotto la guida del mio mentore Prof. Angelo Manfredi, ho affrontato il problema avvalendomi di topi da esperimento NZB/NZW F1, i quali sviluppano una malattia molto simile al lupus umano. In questo modello sperimentale, l’insorgenza di lupus è spontanea ed avviene in tarda età. Abbiamo primariamente verificato che cellule apoptotiche, qualora vengano inoculate da sole, hanno uno scarso potenziale immunogenico e non sono in grado di accelerare la malattia in topi NZB/W F1. Abbiamo quindi ipotizzato la necessità di un adiuvante, cioè di un agente che, associato alle cellule apoptotiche, possa renderle immunogeniche. L’ipotesi è stata confermata, in quanto, quando le cellule apoptotiche venivano coniugate all’adiuvante incompleto di Freund, o a cellule specializzate nel rendere immunogenici gli antigeni, le cellule dendritiche, i topi sviluppavano gli auto-anticorpi e i segni tipici della malattia molto più precocemente. Le cellule dendritiche hanno una importanza speciale nel lupus. Nella malattia, l’attività di smaltimento delle cellule apoptotiche, che fisiologicamente è appannaggio di cellule “spazzino” come i macrofagi, è deficitaria. Di conseguenza in caso di eccesso di cellule apoptotiche, queste possono venire a contatto con le cellule dendritiche e, di conseguenza, diventare immunogeniche. In accordo con questa teoria, quando abbiamo inoculato nei topi una “mega-dose” di cellule apoptotiche, abbiamo osservato un’accelerazione nello sviluppo della malattia. Quest’ultimo dato dimostra che le cellule apoptotiche non sono solo antigeniche ma che possono, in certe condizioni, diventare immunogeniche ed essere anche patogeniche, cioè in grado precipitare la malattia in soggetti predisposti. Dal momento che è impossibile rimuovere la predisposizione genetica, strategie innovative per la cura del lupus potrebbero essere rivolte ad un’interferenza specifica con l’interfaccia cellula apoptotica/cellula dendritica, evitando così la necessità dell’utilizzo di immunosoppressori aspecifici, come i corticosteroidi.

A conclusione di questa breve relazione sull’attività di ricerca svolta, i cui dettagli possono essere ritrovati negli articoli scientifici segnalati più sotto, desidero ringraziare il Comitato Scientifico ed il Gruppo Italiano per la Lotta contro il Lupus Eritematoso Sistemico tutto per il Premio assegnatomi, la Dr. Patrizia Rovere e la Prof. Maria Grazia Sabbadini per il contributo scientifico ed il supporto durante questi anni di duro lavoro.

 

Dr. Attilio Bondanza

Vincitore del Premio di Studio

in memoria di Ivana Simonetti, ed. 2004

 

 

Bondanza A, Zimmermann VS, Dell'Antonio G, Cin ED, Balestrieri G, Tincani A, Amoura Z, Piette JC, Sabbadini MG, Rovere-Querini P, Manfredi AA. Requirement of dying cells and environmental adjuvants for the induction of autoimmunity. Arthritis Rheum. 50(5):1549-1560, 2004

 

Bondanza A, Zimmermann VS, Dell’Antonio G, Dal Cin E, Capobianco A, Sabbadini MG, Manfredi AA, Rovere-Querini P. Cutting Edge: Dissociation between autoimmune response and clinical disease upon vaccination with dendritic cells. J Immunol. 170(1):24-27, 2003