I ricercatori della Mayo Clinic hanno scoperto una proteina che indebolisce la reazione immunitaria della sepsi grave

Ad oggi non esiste una terapia efficace per la sepsi, una tempesta infiammatoria che affligge  500-700 mila italiani all'anno, uccidendone 60.000.

I ricercatori del campus della Mayo Clinic in Florida hanno identificato una molecola chiave che, nei topi, aiuta a proteggere il sistema nervoso centrale del corpo dall'infiammazione incontrollata.

Sulla base di quella scoperta, pubblicata su Molecular Psychiatry, gli scienziati della Mayo sono ora alla ricerca di un agente che fornisca quella risposta protettiva contro la sepsi negli esseri umani e determini percorsi a valle che possono essere aumentati per prevenire ulteriori danni al sistema nervoso centrale.

"La sepsi si sviluppa più spesso nei più giovani e nei più anziani quando il sistema immunitario può rispondere in modo anomalo", afferma John Fryer, Ph.D. ricercatore senior dello studio e professore associato del Dipartimento di Neuroscienze presso il campus della Florida della Mayo Clinic.

"Scoprendo una proteina che tiene sotto controllo la risposta infiammatoria del sistema nervoso centrale dalla sepsi, ora abbiamo un percorso per trovare o sviluppare un agente mirato che possa ridurre sostanzialmente l'elevato numero di vittime ogni anno della sepsi".

Un'infezione batterica che scatena una risposta immunitaria iperattiva è spesso la ragione per cui si sviluppa la sepsi, dice il dottor Fryer.

Mentre fino alla metà dei pazienti affetti sopravvive, molti sperimentano delirio acuto e hanno un rischio sostanzialmente aumentato di disturbi cognitivi e comportamentali di lunga durata, dice.

“Poche persone si rendono conto di quanto sia prevalente la sepsi e di quale devastante reazione immunitaria provochi. Il nostro obiettivo è aiutare il sistema immunitario a reagire correttamente e la nostra scoperta ci offre un'entusiasmante strada prospettica per la terapia", afferma il dott. Fryer, che è anche assistente decano della Mayo Clinic Graduate School of Biomedical Sciences.

Gli scienziati che hanno studiato la proteina identificata nello studio, la lipocalina-2, potrebbero essere sorpresi nell'apprendere che non così nociva come alcuni ricercatori credono ed aggiunge. “È stato suggerito che la lipocalina-2 sia una molecola neurotossica. Troviamo che, nel giusto contesto, non sia affatto tossico, ma altamente protettiva".

Per condurre lo studio, i ricercatori della Mayo Clinic hanno utilizzato un modello topo con sepsi per esaminare le citochine presenti nel sistema nervoso centrale durante la sepsi. Le citochine sono piccole proteine importanti per la segnalazione cellulare.

Di più di 100 diverse citochine, hanno scoperto che la lipocalina-2 era la più sostanzialmente elevata nel sistema nervoso centrale quando si sviluppava la sepsi.

Per testare il ruolo di questa molecola nella malattia, i ricercatori hanno utilizzato un topo senza lipocalina-2 (un topo in cui il gene che produce la lipocalina-2 viene cancellato) e hanno trovato livelli significativamente più alti di proteine pro-infiammatorie e un peggioramento significativo degli effetti collaterali comportamentali.

I ricercatori hanno quindi convalidato la loro scoperta secondo cui la lipocalina-2 era la chiave per mediare l'infiammazione nella sepsi attraverso un'analisi genetica che ha rivelato una serie di percorsi antinfiammatori controllati da questa molecola.

Ci sono due potenziali usi clinici di questa scoperta, secondo il dottor Fryer. Il primo consiste nell'usare la lipocalina-2 come un marker per la sepsi, il che significa che potrebbe essere possibile testare la lipocalina-2 nei pazienti per vedere se si sta sviluppando la sepsi.

L'altro uso fa leva sulla constatazione che un agente che aumenti i livelli di lipocalina-2 o aumenti la sua funzione nel cervello può prevenire danni al sistema nervoso centrale e disturbi cognitivi che si verificano dopo condizioni simili alla sepsi.

"Stiamo setacciando la raccolta clinica del National Institutes of Health (NIH) dei farmaci attualmente approvati per vedere se funzionino come la lipocalina-2, e stiamo anche esaminando le librerie di farmaci di nuovi composti", dice il dott. Fryer.

"Stiamo anche cercando di comprendere il meccanismo molecolare dettagliato alla base dell'effetto protettivo della lipocalina-2 in questo contesto" dice lo stesso dottore.

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I coautori dello studio, tutti della Mayo Clinic, sono:

  • Silvia S. Kang, Ph.D.
  • Yingxue Ren, Ph.D.
  • Chia-Chen Liu, Ph.D.
  • Aishe Kurti
  • Kelsey Baker
  • Guojun Bu, Ph.D.
  • Yan Asmann, Ph.D.

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