Questo è originariamente apparso nel numero di luglio/agosto della rivista Discover come “Titans of Immunity.”Sostieni il nostro giornalismo scientifico diventando un abbonato.
Per anni, gli amici di Melanie Musson si sono meravigliati del suo superpotere: rimanere in salute indipendentemente dai germi che stanno facendo il giro. Raffreddori e influenza abbattuto un sacco di dormienti di Musson al college, ma i virus sembravano sempre passare da lei. ” Non mi sono mai ammalata una volta”, dice. “Ho avuto circa cinque ore di sonno a notte, ho finito la scuola in tre anni, e ho lavorato 30 ore a settimana per tutto., I miei migliori amici mi hanno etichettato ‘ la macchina.'”
Il sistema immunitario ferreo di Musson la distingueva anche al suo primo lavoro. Mentre lavorava in una struttura di assistenza, i suoi colleghi hanno ceduto a un virus dello stomaco che stava dilagando. Imperterrito, Musson si offrì di coprire i loro turni. “Eccomi lì, il nuovo dipendente, che otteneva tutti gli straordinari che volevo. Non ero preoccupato che avrei preso, perché semplicemente non succede.,”
Mentre il resto di noi battaglia influenza stagionale, allergie croniche e back-to-back raffreddori invernali, Musson e altri maestri immuni scivolano attraverso con appena uno sniffle — qualcosa Università di Pittsburgh immunologo John Mellors vede tutto il tempo. “Le persone vengono esposte allo stesso virus, alla stessa dose, persino alla stessa fonte. Uno si ammala molto e l’altro no. ”
È naturale chiedersi: perché alcune persone sembrano sempre cadere sul lato destro di questa equazione? E il nostro sistema immunitario potrebbe avvicinarsi allo stesso livello con il giusto tuneup?,
I medici hanno notato variazioni naturali nella risposta immunitaria tra le persone fin dai tempi di Ippocrate, ma le ragioni sono rimaste inafferrabili per secoli. Una nuova ricerca, tuttavia, sta iniziando a illustrare come i tuoi geni, le tue abitudini e le esposizioni alle malattie passate influenzano il carattere e la forza della tua risposta immunitaria. Queste scoperte stanno aiutando a definire i parametri di una razza in cui persone come Musson hanno un vantaggio iniziale — e altri hanno molto più terreno da coprire.,
Nei geni
Nel momento in cui un virus, un batterio o un altro invasore infrange le pareti delle tue cellule, il tuo corpo lancia una strategia di difesa strettamente coreografata. I principali architetti di questo processo sono un insieme di geni dell’antigene leucocitario umano (HLA), che codificano per molecole che mettono a punto la risposta immunitaria del corpo. Quindi, quando un batterio entra in una delle tue cellule, i tuoi geni HLA sfornano proteine che contrassegnano la cellula come infetta in modo che cellule immunitarie specializzate si riversino per distruggerla., Altri geni HLA attivano le cellule che frenano la risposta immunitaria, quindi non distrugge più del necessario.
Come le impronte digitali, l’assortimento di geni HLA di tutti è unico. I tuoi geni HLA ti danno un ampio repertorio di tattiche di difesa immunitaria, ma” quel repertorio può essere ottimo per alcuni microrganismi e pessimo per altri”, dice Mellors. “Non è che ci sia un tipo di HLA che è altamente immune a tutto.”Questa variazione genetica aiuta a spiegare perché si potrebbe prendere ogni virus freddo andare in giro, ma non hanno ottenuto un bug stomaco in decenni., Uno studio del Massachusetts General Hospital ha scoperto che alcuni cosiddetti controllori dell’HIV-sostenitori immunitari che non sviluppano l’AIDS dal virus HIV — hanno varianti del gene HLA che spingono le cellule specializzate a sciamare e attaccare le proteine chiave per la funzione del virus.
Ma i tuoi geni HLA non sono gli unici che modellano la tua resistenza immunitaria. Il progetto Genoma umano ha identificato decine di migliaia di varianti geniche che sono più comuni nelle persone che sviluppano malattie specifiche e meno comuni nelle persone senza queste condizioni.,
Contrassegnare questi tipi di collegamenti gene-malattia è una questione relativamente semplice, afferma l’immunologo Pandurangan Vijayanand dell’Istituto di Immunologia La Jolla. Dopo che i ricercatori hanno identificato una sequenza genica legata alla malattia, tuttavia, hanno bisogno di “capire cosa sta effettivamente facendo”, afferma Vijayanand. “In che modo questo cambiamento nella sequenza influisce sulla cellula o causa la suscettibilità ?,”
Per rispondere a questa domanda, Vijayanand e il suo team stanno creando quello che chiamano un atlante, per catalogare quali proteine ogni gene produce e come queste proteine cambiano la funzione di diversi tipi di cellule. Ad esempio, ha identificato una variante del gene che rende le persone più inclini all’asma — una condizione in cui il corpo attacca le proprie cellule sane delle vie aeree — guidando un’elevata produzione di proteine che aumentano la risposta immunitaria., Altre varianti geniche sembrano aiutare le persone a combattere i tumori polmonari spingendo i loro tessuti a produrre più linfociti T, truppe d’urto immunitarie specializzate che uccidono le cellule tumorali.
Mentre un numero vertiginoso di differenze genetiche rimane da catalogare, gli immunologi concordano sul fatto che, in generale, queste differenze aiutano a spiegare perché la resistenza ad alcuni agenti patogeni può sembrare correre nelle famiglie. Persone come Melanie Musson probabilmente ottengono una gamba genetica fino a un certo punto — Musson dice che sua madre, suo padre e i suoi fratelli raramente si ammalano., Al contrario (e ingiustamente), si potrebbe invece ereditare una tendenza a sviluppare il diabete, infezioni da streptococco ricorrenti o malattie autoimmuni.
Context Matters
Tuttavia anemico o resistente il vostro arsenale immunitario innato, fornisce solo i contorni ampi della resistenza del vostro corpo alle minacce. Le influenze ambientali riempiono i dettagli, da dove vivi ai tuoi schemi di sonno alla tua storia di precedenti infezioni.
In uno studio cellulare del 2015, i ricercatori hanno studiato più di 100 coppie di gemelli identici e come il loro sistema immunitario ha risposto al vaccino antinfluenzale., Circa tre quarti delle differenze che hanno visto sono stati guidati da fattori ambientali piuttosto che quelli genetici. Anche le differenze nel sistema immunitario dei gemelli sono cresciute più pronunciate con il passare del tempo, suggerendo che le influenze esterne continuano a modellare il nostro potenziale immunitario nel tempo.
Alcune di queste influenze si manifestano nella prima infanzia e possono essere difficili da compensare in seguito. I ricercatori sanno da tempo che i bambini che vivono nelle fattorie hanno meno probabilità di sviluppare malattie autoimmuni come l’asma e le allergie., Uno studio della Ohio State University di luglio 2019 suggerisce una ragione per cui: i bambini della fattoria hanno una gamma più diversificata di microbi intestinali rispetto ai bambini della città, e la presenza di alcuni di questi microbi intestinali predice frequenze più basse di cellule immunitarie che creano infiammazione allergica. Un’ampia esposizione microbica, in breve, sembra allenare il sistema immunitario a non reagire in modo eccessivo a sostanze come il pelo degli animali.
Ma indipendentemente da dove sei cresciuto, se sei abbastanza sfortunato da catturare alcuni bug che causano malattie, possono gettare la tua immunità fuori equilibrio per anni., Il citomegalovirus, un parente del virus che causa la varicella, mette in scena il suo attacco riprogrammando il sistema immunitario umano. Alcune proteine del virus si attaccano a certe cellule immunitarie, interferendo con la loro capacità di combattere gli invasori. Altre proteine, secondo una ricerca dell’University Medical Center di Utrecht, interferiscono con l’espressione dei geni HLA umani chiave. E poiché le infezioni da citomegalovirus sono croniche, i conseguenti deficit immunitari possono andare avanti indefinitamente.
Un arsenale elettivo
Naturalmente, non puoi controllare dove sei cresciuto o quali agenti patogeni casuali acquisisci., Ma puoi controllare la tua routine quotidiana, ciò che metti nel tuo corpo e come ti proteggi dai germi. Negli ultimi anni, gli scienziati hanno iniziato una spinta a tutti gli effetti per scoprire quali abitudini di vita effettivamente promuovere un sistema immunitario robusto-e che può essere più hype di sostanza.
Mentre il quadro generale di come la dieta modella l’immunità è ancora sfocato, nuovi studi suggeriscono gli effetti di rafforzamento immunitario di alcuni tipi di alimenti., L’aglio, ad esempio, contiene un composto di zolfo chiamato allicina, che stimola la produzione di cellule immunitarie che combattono le malattie come macrofagi e linfociti in risposta alle minacce.
I ricercatori riferiscono anche che specifici alimenti contenenti batteri-come crauti, kimchi e kefir — producono una sostanza immunologicamente attiva chiamata acido D — fenillattico. Questo acido sembra segnalare alle cellule immunitarie, chiamate monociti, di riferire per dovere legandosi a una proteina recettoriale sulle superfici delle cellule., Quando le persone mangiano crauti ,” molto presto, vediamo nel sangue che c’è un aumento del livello di questa sostanza”, dice la biologa dell’Università di Lipsia Claudia Stäubert. In studi futuri, spera di chiarire esattamente come l’acido influenza l’attività dei monociti nel corpo.
Oltre a modificare le loro diete, molti titani dell’immunità intraprendono intensi regimi di esercizio per mantenere la loro salute robusta., “Nuoto e faccio snorkeling tutto l’anno nell’oceano, fino a un miglio a una clip, dal New England a Miami e in alcuni punti appartati in mezzo”, dice il barone Christopher Hanson, un consulente aziendale che afferma di non ammalarsi quasi mai. Gli studi hanno dimostrato che l’esercizio fisico moderato riduce l’incidenza e la durata di malattie come le infezioni del tratto respiratorio superiore. E un nuovo studio sui ratti mostra che l’esercizio fisico regolare cambia la prevalenza di diversi tipi di cellule immunitarie, anche se non è chiaro come questi cambiamenti ti facciano meno probabilità di ammalarsi.,
Ottenere la tua quota giornaliera di shut-eye, tuttavia, sembra aumentare la tua immunità. Studi ripetuti dimostrano che il sonno aumenta la risposta immunitaria, e uno recente dell’Università tedesca di Tubinga riferisce che lo fa in parte preparando le cellule T che combattono le malattie per fare il loro lavoro in modo più efficace. Questo perché il tuo corpo sforna più integrine-proteine che aiutano le cellule T ad attaccarsi alle cellule infette da germi e a distruggerle-mentre dormi.
Ma mentre ottenere più sonno potrebbe aiutare a scattare la vostra striscia di raffreddori invernali, spruzzando i palmi delle mani con disinfettante per le mani non può., In numerosi studi, è stato dimostrato che il sapone e l’acqua normali uccidono i germi meglio del disinfettante. “Il disinfettante per le mani è ottimo per gli insetti suscettibili all’alcol, ma non tutti gli insetti sono sensibili”, sottolinea Mellors. Cosa c’è di più, utilizzando disinfettante non avrà alcun effetto duraturo sulla vostra immunità. Nel momento in cui si tocca un’altra superficie germy, il sottile strato di protezione svanirà.
Colpire un equilibrio
I campioni di immunità tendono ad accreditare le loro abitudini quotidiane con il loro mantenimento in salute. Ma molti hanno anche avuto la fortuna di un equilibrio ideale tra le cellule T effettori, i soldati immunitari in prima linea che respingono gli agenti patogeni e le cellule T regolatorie, che tengono sotto controllo l’arsenale immunitario del corpo in modo che non risponda eccessivamente alle minacce., Un sistema immunitario iperattivo può essere altrettanto fastidioso come uno underactive – condizioni autoimmuni come l’artrite reumatoide, sclerosi multipla e allergie tutti derivano da una risposta immunitaria che è troppo forte e sostenuta.
L’anno scorso, gli scienziati dell’Università di Kyoto in Giappone e altrove hanno descritto un potenziale modo per rimediare a questo tipo di squilibrio: trasformare le cellule T effettrici in cellule T regolatorie in laboratorio. Gli episodi autoimmuni “sono innescati da antigeni che si legano al recettore sulle cellule T effettrici”, afferma il biologo molecolare Shuh Narumiya, uno degli autori del documento., Quando Narumiya ei suoi colleghi hanno usato un inibitore chimico per bloccare un enzima che controlla lo sviluppo cellulare, le cellule che normalmente si sviluppano in cellule T effettori si sono trasformate in cellule T regolatorie, un tweak che ha composto le risposte autoimmuni dannose nei topi.
Anche se non tutti hanno bisogno di tale messa a punto immunitaria, alcune persone potrebbero potenzialmente beneficiare di un trattamento basato su questa tecnica, Narumiya dice. Riempire i ranghi delle cellule T regolatorie potrebbe un giorno aiutare a mantenere sotto controllo una serie di condizioni autoimmuni invalidanti.,
Indipendentemente dal tuo equilibrio delle cellule T o dal tuo track record immunitario, c’è una forte dose di serendipità coinvolta ogni volta che il tuo sistema immunitario affronta una minaccia. Potresti considerarti per sempre incline all’influenza o al fiuto, ma un fattore X-una mossa di cross — country, un tweak dietetico, una nuova terapia-può inaspettatamente riallineare le cose e aumentare il tuo potenziale immunitario.
Per lo stesso motivo, non importa quanto sia coraggioso il tuo arsenale di geni HLA, quanto suoni il tuo sonno o quanto sia scrupolosa la tua igiene, puoi finire con un brutto insetto quando meno te lo aspetti., Immune health ” è come una gigantesca ruota della roulette. Si lancia la palla verso il basso e dove atterra è una questione di caso,” Mellors dice. “Hai un incontro con un agente patogeno, e nel momento in cui vieni esposto, la tua linea del fronte non è all’altezza.”Anche i titani dell’immunità possono avere i talloni di Achille — e persino i sistemi immunitari che sembrano leccati all’inizio possono ottenere vittorie improbabili.
Chi si ammala di più da COVID-19?,
È un tema ricorrente della crisi COVID-19: le persone infette dal virus sviluppano sintomi molto diversi. Alcuni sentono a malapena qualcosa-una gola graffiante, se così fosse-mentre altri trascorrono settimane in terapia intensiva con polmoni devastati, incapaci di respirare da soli. Questa ampia variazione nel modo in cui le persone rispondono alla SARS-CoV-2 deriva, in parte, dai fattori genetici e di stile di vita unici di ogni persona che influenzano la loro funzione immunitaria.,
Geni: Gli scienziati di Sydney e Hong Kong hanno trovato una particolare variante genetica legata ad alti tassi di sintomi gravi della SARS, un coronavirus correlato a quello che causa COVID-19. Poiché il romanzo coronavirus è apparso solo di recente negli esseri umani, non sappiamo esattamente quali stranezze genetiche potrebbero renderci più sensibili ad esso. Gli scienziati stanno ora studiando se altri geni specifici potrebbero dare ad alcune persone gradi più alti o più bassi di protezione contro il virus.,
Età e salute immunitaria: in alcune persone anziane, o in coloro che hanno deficit immunitari sottostanti da condizioni croniche, le cellule T regolatorie — che di solito tengono sotto controllo le risposte immunitarie — non funzionano normalmente. Quando queste persone ricevono COVID-19, le cosiddette tempeste di citochine possono causare un’infiammazione eccessiva nei polmoni, portando a sintomi potenzialmente letali. Uno studio condotto da ricercatori in Cina ha scoperto che i pazienti con COVID-19 con malattia grave avevano livelli più bassi di cellule T regolatorie nel loro sangue., I bambini possono essere meno inclini a sintomi invalidanti perché i loro sistemi immunitari sono meglio regolati e hanno meno condizioni di base.
Abitudini di fumo: SARS-CoV-2 utilizza un recettore di superficie cellulare chiamato ACE2 per entrare nelle cellule che rivestono il tratto respiratorio. Una nuova ricerca mostra che nei fumatori, questi recettori sono più preva lent prestati nei polmoni, creando più potenziali vie di accesso per il virus. ” Se fumi”, dice l’immunologo del Boston Children’s Hospital Hani Harb, ” il virus sarà in grado di entrare in più cellule in numero più elevato.,”
Elizabeth Svoboda è una scrittrice scientifica a San Jose, in California. Il suo libro più recente è The Life Heroic: come liberare il tuo Sé più sorprendente.
Nota del redattore: Questa storia è stata aggiornata per chiarire che il legame tra esercizio fisico e immunità alla malattia è abbastanza ben stabilito. Ci scusiamo per il problema di comunicazione.
