Come lavorano i leucociti “Natural Killer”

Un team di scienziati del Regno Unito, finanziato dall’UE, ha rivelato in un nuovo studio come i globuli bianchi uccidono il tessuto malato impiegando granuli mortali. 

Il team di ricercatori, dell’Imperial College di Londra e dell’Università di Oxford, spiegano sulla rivista PLoS Biology come hanno usato pinzette laser “ottiche” e un microscopio a super-risoluzione per osservare il funzionamento interno dei leucociti, a una risoluzione mai raggiunta prima dagli scienziati.

Lo studio, che è stato in parte finanziato da una borse di studio intraeuropea Marie Curie nell’ambito del Settimo programma quadro (7° PQ) dell’UE, ha esaminato un tipo di leucociti chiamati cellule natural killer (NK), che proteggono il corpo individuando e uccidendo i tessuti malati. Il team ha scoperto che per creare un foro, attraverso il quale fornire granuli pieni di un micidiale enzima per uccidere il tessuto malato, la cellula NK riorganizza la sua “impalcatura” di proteine actine all’interno della sua membrana.

Uno dei ricercatori dello studio, la dottoressa Alice Brown dell’Imperial College di Londra, dice: “Questi eventi, in precedenza non rilevabili all’interno delle cellule, non sono mai stati osservati in alta risoluzione. È davvero emozionante osservare ciò che accade quando una cellule NK entra in azione.”

Gli scienziati sperano che acquisire una più profonda comprensione del modo in cui le cellule NK decidono quali tessuti uccidere e di come avviano il processo di uccisione, potrebbe portare a una migliore assistenza sanitaria e allo sviluppo di nuovi trattamenti medici. Le cellule NK sono importanti nella nostra risposta immunitaria ai virus e ai tessuti invasivi come i tumori. Potrebbero anche avere un ruolo nel risultato dei trapianti di midollo osseo, determinando se il corpo del destinatario rifiuta o accetta il tessuto donato.

Un altro autore dello studio dell’Imperial College di Londra, il professor Daniel Davis, commenta: “In futuro, i farmaci che influenzano dove e quando uccidono le cellule NK, potrebbero essere inclusi nei trattamenti medici, come ad esempio per l’uccisione mirata di tessuto tumorale. Essi potrebbero anche rivelarsi utili per prevenire la distruzione indesiderata da parte delle cellule NK nel rigetto dei trapianti o in alcune malattie autoimmuni.”

I ricercatori hanno immobilizzato una cellula NK e la sua destinazione utilizzando una coppia di pinzette laser “ottiche” in modo che il microscopio riuscisse a catturare tutta l’azione a livello di interfaccia tra le cellule. Poi hanno osservato l’interno della cellula NK mentre si spostavano i filamenti di actina per creare un piccolo passaggio verso il quale si avvicinavano i granuli pieni di enzimi, pronti a uscire dalla cellula NK e introdursi nel bersaglio per ucciderlo.

Questo contatto avviene in uno spazio grande solo un centesimo di millimetro; inoltre, le minuscole proteine di actina e i granuli cambiano continuamente posizione durante i pochi minuti dal contatto iniziale fino all’uccisione del bersaglio. In tali condizioni in rapido mutamento, il microscopio dev’essere in grado di catturare immagini abbastanza rapidamente e in alta risoluzione visiva per poter rivelare la loro attività.

Per questa ragione il team ha utilizzato le pinzette laser appositamente sviluppate per ottenere la migliore visualizzazione delle azioni possibile. Ha offerto immagini mai viste prima dell’interno delle cellule NK, catturando un’immagine 3-D a super-risoluzione delle strutture cellulari al doppio della normale risoluzione di un microscopio ottico convenzionale. Questo metodo ottimizza la quantità di luce catturata dal campione, mentre allo stesso tempo riduce al minimo la quantità di luce diffusa all’interno dell’apparato.

Il professor Paul French dell’Imperial College di Londra è uno dei ricercatori che hanno lavorato allo sviluppo di tali dispositivi microscopici speciali.
“Usare le pinzette laser per manipolare l’interfaccia tra cellule vive in un orientamento orizzontale permette al nostro microscopio di realizzare molte immagini dell’interfaccia di contatto delle cellule in rapida successione. Questo ha fornito uno strumento senza precedenti per osservare direttamente i processi molecolari dinamici che avvengono tra le cellule vive”, spiega.

Le borse di studio intraeuropee Marie Curie sono borse di studio individuali che offrono una formazione avanzata adattata alle esigenze individuali dei ricercatori, al fine di aggiungere competenze scientifiche diverse al loro bagaglio di ricerca. Questa focalizzazione sullo sviluppo e la progressione permette ai beneficiari delle sovvenzioni Marie Curie di promuovere la loro carriera ed avanzare nel loro campo.

Per maggiori informazioni, visitare:

Imperial College London:
http://www3.imperial.ac.uk/