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Il Ruolo delle Cellule T nella Malattia di Parkinson

Nuove scoperte rivelano come le cellule T influenzano la progressione della malattia di Parkinson.

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La malattia di Parkinson (PD) è una condizione che colpisce il cervello e il corpo. Influisce principalmente su come ci muoviamo, causando problemi come tremori, rigidità e difficoltà di equilibrio. Un aspetto importante della PD è l'infiammazione nel cervello, che sembra giocare un ruolo fondamentale nello sviluppo della malattia.

Per molti anni, chi studiava la PD si è concentrato principalmente su una parte del sistema immunitario chiamata sistema immunitario innato. Questo include cellule che rispondono rapidamente alle infezioni. Recentemente, i ricercatori hanno iniziato a esaminare più attentamente altre parti del sistema immunitario, in particolare le cellule T. Le cellule T sono un tipo di globuli bianchi che svolgono un ruolo cruciale nella difesa contro le infezioni. Gli studi hanno dimostrato che le cellule T possono essere trovate nei cervelli delle persone con PD, suggerendo che potrebbero contribuire alla malattia in qualche modo.

Nelle persone con malattia di Parkinson, certe cellule T chiamate cellule T CD4+ e CD8+ sono state trovate in quantità superiori in aree cerebrali specifiche rispetto a quelle senza la malattia. Questo ha portato i ricercatori a indagare su come le cellule T possano essere coinvolte nella PD negli ultimi anni. Si è scoperto che le cellule T che rispondono a una proteina legata alla PD chiamata alfa-sinucleina sono più attive in chi soffre di questa malattia. Questa proteina può formare grumi nel cervello, che si crede danneggino le cellule nervose.

Un fattore significativo nella malattia di Parkinson è una mutazione in un gene chiamato LRRK2, noto per aumentare il rischio di sviluppare PD. Questo gene è coinvolto in molti processi cellulari, incluso come le cellule comunicano e funzionano. Quando si verificano mutazioni, in particolare una nota come G2019S, possono portare a problemi all'interno delle cellule nervose che producono dopamina, una sostanza chimica vitale per il controllo del movimento.

LRRK2 non si trova solo nelle cellule nervose, ma anche in varie cellule immunitarie. Sembra che livelli più elevati di LRRK2 siano legati a cellule immunitarie che reagiscono alle infezioni. Anche se le cellule T di solito hanno livelli più bassi di questa proteina rispetto ad altre cellule immunitarie, i pazienti con PD mostrano livelli elevati di LRRK2 nelle loro cellule T.

I ricercatori sono interessati a scoprire come le mutazioni di LRRK2 influenzano le funzioni delle cellule T nelle persone con PD. Ecco perché si stanno condotti studi per vedere come le cellule T con la mutazione G2019S si comportano in modo diverso rispetto alle cellule T normali.

Per studiare questo, gli scienziati hanno creato un tipo speciale di topo che ha la mutazione LRRK2 G2019S insieme a cellule T che possono reagire a una proteina specifica. Questo modello di topo aiuta a capire come LRRK2 influisce sul comportamento delle cellule T quando sono esposte ai segnali giusti. Nei loro esperimenti, hanno notato che la mutazione aveva poco effetto sul numero di cellule immunitarie presenti, ma influenzava come le cellule T si sviluppavano in tipologie specifiche.

Quando le cellule T sono state analizzate, si è scoperto che le cellule T dei topo con la mutazione LRRK2 avevano una preferenza per diventare un tipo di cellula T helper noto come Th2. Queste cellule aiutano a gestire le risposte allergiche e a combattere alcune infezioni. Nel frattempo, la mutazione sembrava limitare lo sviluppo di due altri tipi, Th9 e Cellule T regolatorie (Tregs), che hanno ruoli nella regolazione della risposta immunitaria e nel mantenimento dell'equilibrio nel sistema immunitario.

Per comprendere appieno come questa mutazione influenzasse le cellule T, i ricercatori hanno esaminato proteine chiave coinvolte nel dire alle cellule T come svilupparsi. Alcune cellule T dei topo mutanti LRRK2 mostravano livelli più elevati di proteine associate al tipo Th2, mentre avevano livelli più bassi per i tipi Th9 e Treg. Questo suggerisce che la mutazione LRRK2 stia spostando l'equilibrio dei tipi di cellule T in un modo che potrebbe influenzare le risposte immunitarie nella PD.

Lo studio ha anche rivelato che una via nota come JAK/STAT3 gioca un ruolo importante in questo processo. Questa via aiuta a regolare le risposte immunitarie ed è stata trovata influenzata dalla mutazione LRRK2. Nelle cellule T con la mutazione, la via JAK/STAT3 era più attiva, cosa che è legata a una riduzione delle cellule Th9 e Treg.

I ricercatori hanno testato se bloccando questa via si potesse aiutare a bilanciare i diversi tipi di cellule T. Hanno scoperto che inibire la via poteva ripristinare parte della differenziazione delle cellule Treg e Th9 nelle cellule T mutanti. Questa scoperta è fondamentale in quanto potrebbe portare a nuovi modi di trattare la PD mirati alla disfunzione immunitaria.

Implicazioni della disfunzione delle cellule T nella malattia di Parkinson

Il ruolo del sistema immunitario nella malattia di Parkinson sta diventando più chiaro. L'infiammazione nel cervello, causata da cellule immunitarie come le cellule T, si è dimostrata significativa nella progressione della malattia. In particolare, i risultati indicano che le cellule T potrebbero non solo reagire alla malattia, ma partecipare attivamente alla sua progressione.

Lo studio evidenzia come la mutazione genetica in LRRK2 alteri la funzione delle cellule T e incoraggi ulteriormente l'infiammazione nel modello di malattia. Suggerisce che la mutazione LRRK2 porta a uno squilibrio nelle popolazioni di cellule T, con un aumento di cellule Th2 e una diminuzione di Th9 e Tregs. Questo cambiamento potrebbe potenzialmente peggiorare la malattia promuovendo l'infiammazione e riducendo la capacità del sistema immunitario di autoregolarsi correttamente.

Inoltre, i risultati riguardanti la via JAK/STAT3 potrebbero offrire un nuovo obiettivo per la terapia. Se questa via può essere modulata, ci potrebbe essere la possibilità di migliorare la funzione delle cellule T nei pazienti con PD, rallentando forse la progressione della malattia.

Direzioni future della ricerca

Considerando il legame intricato tra il sistema immunitario e la malattia di Parkinson, è necessaria ulteriore ricerca. Gli studi dovrebbero concentrarsi sui ruoli specifici delle cellule T nella neurodegenerazione e su come interagiscono con altre cellule nel sistema nervoso centrale. È anche fondamentale esplorare se altre mutazioni nel gene LRRK2 influenzano le funzioni delle cellule T in modo simile alla mutazione G2019S.

In aggiunta, i ricercatori dovrebbero indagare il potenziale per trattamenti clinici che potrebbero normalizzare le funzioni delle cellule T o ridurre l'infiammazione dannosa nella PD. Sarebbe interessante vedere se le terapie mirate alla via JAK/STAT3 possono effettivamente cambiare il decorso della malattia nei pazienti con mutazioni LRRK2.

Inoltre, capire come le cellule T infiltrano il cervello e contribuiscono al danneggiamento dei neuroni produttori di dopamina potrebbe aprire nuove strade per approcci terapeutici. Sviluppare metodi per regolare le attività delle cellule T potrebbe fornire significativi benefici per le persone che combattono la malattia di Parkinson.

In sintesi, questa ricerca offre preziose intuizioni su come i fattori genetici influenzano le risposte immunitarie nella malattia di Parkinson. Concentrandosi sulla disfunzione delle cellule T e sui suoi meccanismi sottostanti, gli scienziati stanno compiendo passi cruciali verso lo sviluppo di migliori terapie e per migliorare la nostra comprensione di questa malattia complessa.

Fonte originale

Titolo: LRRK2 G2019S mutation suppresses differentiation of Th9 and Treg cells via JAK/STAT3

Estratto: The Leucine-rich repeat kinase-2 (LRRK2) G2019S mutation, resulting in aberrantly enhanced kinase activity, is one of the well-recognized genetic risk factors in Parkinsons Disease (PD). Increased LRRK2 activity was also observed in immune cells from PD patients. Emerging results have also unveiled an upsurge in -synuclein (-syn)-specific CD4+ T cell responses in PD patients. Given that LRRK2 mutations in PD are germline mutations, there are unmet meets to explore whether LRRK2 G2019S mutation contributes to the pathogenesis of PD via altering CD4+ T-cell functions. To fill this knowledge gap, we generated a new T cell receptor (TCR) transgenic mouse strain bearing LRRK2 G2019S knock-in mutation, OT-II/LRRK2 (Refer to Mut). As CD4+ T cells from OT-II mice specifically recognize ovalbumin, this new strain enables us to explore the impact of LRRK2 G2019S mutation on T-cell functions in an antigen-specific manner. We found that the abundance and proliferation of major immune subsets in spleen tissue from Mut mice are comparable to wild-type (OT-II, Refer to WT) control. However, when we characterized T cell differentiation in these two strains, T cells derived from Mut mice displayed increased Th2 differentiation (IL-4) and decreased Th9 (IL-9) and Treg (Foxp3+ %) differentiation. LRRK2 G2019S mutation significantly altered the expression levels of master transcription factors (TFs) for T cell differentiation. Specifically, Mut T cells displayed an increase in mRNA expression of Gata3 (TF for Th2), a decrease in expression of Irf4 and Foxp3 (TFs for Th9 and Treg, respectively). Mechanistically, LRRK2 mutation decreased IL-9 production and Treg cell population through the JAK/STAT3 signaling. In conclusion, LRRK2 plays a critical role in regulating T cell differentiation, warranting further studies to evaluate the impacts of altered T cell differentiation led by LRRK2 mutation in dopaminergic neuron damages.

Autori: Weiyi Peng, N. Zheng, R. Jaffery, A. Guerrero, J. Hou, Y. Pan, F. Zhou, S. Chen, C. Xu, N. A. Egan, R. Bohat, K. Chen, M. A. Schwarzschild, X. Chen

Ultimo aggiornamento: 2024-03-03 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.28.582561

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.28.582561.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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