I PRRs riconoscono i PAMPs: come inizia la risposta immunitaria nell’uomo

I batteri patogeni possiedono molte strutture molecolari che vengono riconosciute da specifici recettori presenti nella cellula eucariotica. Il legame, che avviene quando il microrganismo patogeno colonizza ed infetta la cellula eucariotica, tra i motivi molecolari propri della cellula batterica ed i recettori eucariotici dà inizio alla risposta immunitaria innata.

I batteri possiedono complessi molecolari peculiari che mostrano un elevato grado di conservazioni tra molte specie microbiche. Tra le molecole proprie del mondo batterico sono da menzionarsi: il lipopolisaccaride (LPS), uno dei componenti della membrana cellulare esterna dei batteri Gram negativi, le lipoproteine (BLPs), il peptidoglicano (PGN), la flagellina, gli acidi lipoteicoici (LTAs), sequenze di DNA ricche non metilate ricche in citosina e guanina (CpG), le molecole di RNA a doppio filamento (dsRNA) ed a singolo filamento (ssRNA) – quest’ultimo, localizzato negli endosomi, rappresenta un intermedio del ciclo replicativo virale.  

Sebbene tali complessi molecolari mostrano differenze di struttura tra le numerose specie batteriche, essi possiedono moduli specifici ed invarianti riscontrabili in ogni specie microbica. Ci serviamo del lipopolisaccaride per esprimere meglio il suddetto concetto: ogni LPS è costituito da tre regioni principali, la porzione glicolipidica denominata lipide A, il core oligosaccaridico e la catena polisaccaridica chiamata antigene O; nelle diverse specie batteriche, la porzione dell’antigene O è altamente variabile – la variabilità dell’antigene O è stata osservata anche in batteri appartenenti alla stessa specie –, per contro, sebbene il lipide A può subire modifiche strutturali che permettono l’introduzione di nuovi acidi grassi, l’aggiunta di sostituenti dei gruppi fosforici e l’allungamento delle catene aciliche già esistenti, lo stesso lipide A contiene una regione che non subisce modificazioni tra le diverse specie batteriche.

Tutte le molecole proprie dei batteri e, quindi, non presenti nelle cellule eucariotiche, comprese le cellule dell’uomo, possono rappresentare un’etichetta (nell’epoca dei social, potremmo anche azzardare a chiamarli tag!) dei batteri e, pertanto, la loro presenza negli organismi ospiti evidenzia l’avvento di un processo infettivo.

Tutti i motivi molecolari invarianti, che sono prodotti unicamente dai microrganismi e non dalle cellule eucariotiche e che sono essenziali per la sopravvivenza microbica, sono indicati con l’acronimo PAMPs, Pathogen – Associated Molecular Patterns.  

I PAMPs sono riconosciuti da alcuni recettori della componente innata del sistema immunitario, indicati con l’acronimo PRRs, Pattern Recognition Receptors.

I PRRs sono proteine che possono trovarsi sulla membrana plasmatica dei macrofagi, neutrofili, eosinofili, mastociti, cellule natural killer (NK) e cellule dendritiche. In aggiunta, i PRRs possono anche trovarsi nel citoplasma oppure nel circolo sanguigno e nei liquidi extracellulari. I recettori circolanti hanno la funzione di attivare sia la cascata del complemento sia la cascata della coagulazione; inoltre possono regolare le vie di trasduzione del segnale che terminano con l’espressione dei geni codificanti alcune molecole infiammatorie. I PRRs di membrana sono ampiamente rappresentati dai recettori Toll – like (TLRs). Nell’uomo, sono stati individuati 10 membri della superfamiglia dei recettori Toll – like; ciascun TLR possiede una propria specifità di riconoscimento dei PAMPs. Strutturalmente, i TLRs sono proteine integrali di membrana costituiti da un dominio amino terminale extracellulare, un dominio che attraversa il doppio strato fosfolipidico ed un dominio carbossilico citoplasmatico, denominato dominio TIR, Toll/IL – 1R. Infine, i recettori citosolici, denominati NLRs, nucleotide – binding domain, leucine rich containing proteins e costituiti, come i TLRs, da numerosi domini strutturali e funzionali, possono svolgere anche la funzione di scaffold (dall’inglese, impalcatura), cioè di macchinari di assemblaggio per numerosi complessi di segnalazione cellulare.

È utile precisare che, poiché i motivi molecolari invarianti presenti sulla e nella cellula batterica, indicati con l’acronimo PAMPs, svolgono funzioni di notevole importanza per la vita della cellula batterica in generale, possono anche essere individuati nei batteri non patogeni; per questo motivo, in riferimento ai batteri non patogeni e commensali, i motivi strutturali vengono indicati utilizzando l’acronimo MAMPs, Microbial – Associated Molecular Patterns.  

Maria Chiara Langella

Fonti: Biologia dei microrganismi. Gianni Dehò, Enrica Galli. Casa editrice Ambrosiana. 2016. Pagine 614 – 622.

Immagine in evidenza da https://www.cliccascienze.it/patologia-generale/pamps/

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