Famiglie di citochine
Famiglie di citochine: interferoni, chemochine, TNF, interleuchine, ematopoietine, TGF-β
Con il termine citochine si è soliti indicare una famiglia di proteine di piccole dimensioni coinvolte nella comunicazione intercellulare finalizzata al coordinamento della risposta immunitaria.
Quando determinate cellule sono sottoposte ad uno stimolo che viene percepito come potenzialmente nocivo, la cellula stessa rilascia le citochine che, legandosi a specifici recettori di membrana, determina una risposta da parte della cellula target.
Le cellule bersaglio dell'azione delle citochine possono essere cellule vicine a quella che ha secreto la citochina (azione paracrina), possono trovarsi lontano ed essere raggiunte per il tramite del trasporto vascolare (funzione endocrina) oppure possono essere le stesse cellule che hanno secreto la citochina (azione autocrina).
Il meccanismo di azione prevede l'attivazione, in seguito all'interazione citochina/recettore, di una cascata di trasduzione del segnale mediata da proteine chinasi.
Per questo motivo i recettori delle citochine sono talvolta definiti recettori accoppiati a chinasi. La cascata di eventi in genere si traduce in una modificazione dell'espressione di uno o più geni, con conseguente risposta della cellula mediante un effetto biologico.
Tutte le cellule somatiche (escluse quelle anucleate) posso potenzialmente produrre e secernere citochine ma nella pratica la maggior parte di esse è prodotta dalle cellule T Helper e dai macrofagi.
Recentemente si è osservato come la risposta immunitaria, pur essendo il principale soggetto dell'azione delle citochine, non sia di fatto l'unica destinazione della loro azione. Alcune citochine, infatti, sono coinvolte nella modulazione della differenziazione cellulare e in alcune fasi dello sviluppo dell'organismo.
Le citochine, prodotte principalmente dalle cellule immunitarie ma anche dalle cellule epiteliali e dai fibroblasti, determinano una risposta biologica in altre cellule attivando recettori di membrana e meccanismi di trasduzione del segnale.
Famiglie di citochine e modalità di azione
Quella delle citochine è una famiglia molto diversificata ma possono essere individuate 6 grandi gruppi:
- Interferoni;
- Chemochine;
- TNF;
- Interleuchine;
- Ematopoietine;
- TGF-β.
Indipendentemente dalla famiglia a cui appartengono, queste citochine possono agire sulle cellule bersaglio in varie modalità:
pleiotropica (la medesima citochina è in grado di determinare una risposta in più tipi differenti di cellule, ma la risposta ottenuta sarà differente tra cellula e cellula);
- ridondante (più citochine differenti agiscono sulle stesse cellule producendo il medesimo effetto biologico);
- sinergica (l'effetto combinato di due o più citochine risulta in una amplificazione della risposta totale, che si manifesta più intensa della semplice somma degli effetti delle singole citochine);
- antagonista (l'azione di una citochina è inibita o contrastata da quella di una citochina differente).
Attraverso questi meccanismi, una popolazione ristretta di cellule è in grado di coinvolgere, attivare e coordinare nella risposta immunitaria una intera rete di cellule deputate alla difesa.
In relazione a particolari eventi, possono scatenarsi delle reazioni sproporzionate del sistema immunitario che coinvolgono reazioni a catena, in cui l'espressione delle citochine è rapidamente amplificata causando una risposta infiammatoria di proporzioni notevoli e potenzialmente pericolosa per l'organismo: questo evento, detto tempesta di citochine, può risultare anche mortale.
Interferoni
Questa classe di citochine è nota principalmente per la capacità di interferire con la replicazione dei virus, da cui il nome.
In realtà, oltre a questa marcata capacità antivirale, gli interferoni possiedono anche una fondamentale capacità antitumorale, poiché riescono ad interferire sul ciclo riproduttivo delle cellule bloccandone la replicazione e sono anche coinvolti nella modulazione della risposta immunitaria.
Chemochine
Le chemochine sono una classe di citochine il cui compito principale è permettere la migrazione dei leucociti nella zona in cui è in atto l'infiammazione.
Legando i recettori di membrana attivano una risposta cellulare mediata da proteine G e inducono un comportamento chemiotattico, cioè spingono la cellula leucocitaria a migrare seguendo il gradiente di concentrazione della chemochina. In questo modo il leucocita raggiunge la zona infiammata e può partecipare alla risposta immunitaria.
Risposta chemotattica indotta da citochine nei leucociti.
TNF: Tumor necrosis factor
I TNF sono citochine pro-infiammatorie che, sebbene possano essere prodotte da una popolazione piuttosto vasta di tipi cellulari, sono normalmente secrete dai macrofagi ed hanno il ruolo di indurre e coordinare diversi aspetti della risposta immunitaria, dall'infiammazione alla febbre.
L'interesse della scienza medica verso questa classe di molecole è elevato, poiché è in grado di indurre l'apoptosi, cioè la morte cellulare, nelle cellule tumorali.
Allo stesso tempo, però, in determinate condizioni può invece inibirla, promuovendo lo sviluppo del tumore stesso. Pertanto il suo utilizzo nel campo della ricerca contro il cancro è promettente ma non privo di insidie.
Interleuchine
Le interleuchine sono citochine prodotte dai leucociti, cioè da una delle principali famiglie di cellule deputate alla risposta immunitaria.
In base alla tipologia di leucocita che le secerne prendono nomi differenti (monochine, se prodotte dai monociti, linfochine se prodotte dai linfociti).
Le interleuchine possono avere azione pro-infiammatoria o antiinfiammatoria e sono responsabili della proliferazione e maturazione di specifici linfociti.
Ematopoietine
Le ematopoietine sono citochine coinvolte nel differenziamento delle cellule ematopoietiche.
A titolo esemplificativo, le ematopoietine di tipo CSF-M (CSF-Macrofagi) promuovono la differenziazione delle cellule mieloidi con la formazione di colonie di macrofagi, mentre le CSF-GM (CSF-Granulociti/Macrofagi) promuovono il differenziamento delle stesse cellule e la formazione di colonie miste di granulociti e macrofagi.
Effetto delle ematopoietine sulla differenziazione delle cellule ematopoietiche.
TGF-β
Le TGF-β sono citochine il cui acronimo sta per fattore di crescita trasformante (transforming growth factor) e sono proteine secrete, liberamente circolanti nel mezzo intercellulare.
Il loro ruolo principale è quello di regolare la proliferazione e il differenziamento di quasi tutti i tipi cellulari, anche se ci sono molte evidenze che segnalano come questa famiglia di citochine sia in realtà coinvolta in un elevatissimo altro numero di funzioni fisiologiche.
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