Cellule nei vasi sanguigni del cervello necessarie per la risposta alla febbre

Cellule nei vasi sanguigni del cervello necessarie per la risposta alla febbre

I ricercatori dell'Università di Linköping hanno identificato le cellule nei vasi sanguigni del cervello dei topi necessarie per la risposta alla febbre. I risultati, pubblicati su PNAS, rispondono a una domanda di vecchia data su quali organi siano coinvolti nello sviluppo della febbre.

A tutti viene la febbre ogni tanto. Se comprendiamo i meccanismi alla base della febbre, possiamo anche capire come potrebbero funzionare nuovi farmaci e trattamenti”.

Anders Blomqvist, Professore emerito, Istituto di scienze biomediche e cliniche, Università di Linköping

La febbre è la reazione del corpo a un'infezione o un'infiammazione e un meccanismo di difesa contro virus e batteri, ad esempio. Quando il corpo è colpito da un’infezione o da un’infiammazione, rilascia molecole note come citochine nel flusso sanguigno. Queste molecole sono troppo grandi per passare attraverso la barriera ematoencefalica, una rete di minuscoli vasi sanguigni che proteggono il cervello dalle sostanze nocive. Ma la febbre è solo un sintomo che si manifesta dopo che il cervello stesso ha dato segnali. Allora come fa il cervello a riconoscere che il corpo è affetto da infiammazione o infezione?

La spiegazione sta nei recettori sulla superficie esterna della barriera ematoencefalica che riconoscono le citochine. Questi recettori trasmettono il segnale alle cellule sulla superficie interna delle pareti dei vasi sanguigni nella barriera ematoencefalica, chiamate cellule endoteliali. Iniziano quindi a produrre la molecola simile all'ormone prostaglandina E2, che a sua volta attiva i recettori nell'ipotalamo, che agisce come termostato del corpo. È stata avviata una risposta febbrile. Tuttavia, fino ad ora non era chiaro se questo fosse l’unico meccanismo dietro la febbre.

In precedenza si pensava che la prostaglandina dovesse essere prodotta anche in alcune cellule di organi come il fegato e i polmoni per innescare una risposta febbrile. Ma i ricercatori dell’Università di Linköping hanno ora dimostrato che non è così. In uno studio sui topi pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS, Anders Blomqvist e i suoi colleghi dimostrano che le cellule endoteliali del cervello sono le uniche necessarie per la risposta alla febbre.

"I nostri risultati rispondono a una domanda che ci si pone da diversi decenni. Finora non c'erano prove che solo le cellule endoteliali del cervello fossero necessarie per innescare una reazione febbrile. Ora abbiamo colmato questa lacuna di conoscenze", afferma Anders Blomqvist.

I ricercatori hanno lavorato con topi geneticamente modificati in cui hanno rimosso alcuni geni che codificano per la produzione di prostaglandine nelle cellule endoteliali del cervello. Ai topi sono state poi iniettate sostanze che sono presenti nelle pareti cellulari di alcuni batteri e che in questo modo hanno causato la febbre. I topi geneticamente modificati non hanno mostrato alcuna reazione febbrile dopo l'iniezione.

Da ciò i ricercatori hanno concluso che queste cellule endoteliali sono necessarie per scatenare la febbre, ma non hanno dimostrato se siano sufficienti. Per questo motivo i ricercatori hanno condotto test su un altro modello murino geneticamente modificato in cui le uniche cellule in grado di produrre la prostaglandina E2 erano le cellule endoteliali del cervello. Questi topi hanno mostrato una risposta febbrile, confermando che le cellule endoteliali del cervello sono effettivamente sufficienti.

Questi esperimenti sono stati resi possibili da tecniche avanzate di gestione e studio degli animali da laboratorio. Inserendo chirurgicamente un catetere endovenoso e registrando la temperatura corporea mediante telemetria, sia le iniezioni che le misurazioni possono essere eseguite senza stressare l'animale, consentendo di osservare più da vicino la risposta della febbre.

"L'opinione pubblica credeva da tempo che la temperatura corporea dei piccoli animali fosse più alta di quella degli esseri umani e di altri grandi mammiferi, intorno ai 40 gradi. Ma le misurazioni erano sbagliate perché gli animali erano stressati durante il processo. Le tecniche che abbiamo usato mostrano che i topi hanno la stessa temperatura degli esseri umani", dice Anders Blomqvist.

La ricerca è stata sostenuta finanziariamente dal Consiglio svedese della ricerca, dalla Fondazione svedese per il cervello e dalla Società svedese per il cancro.

Fonte:

Università di Linköping

Riferimento:

Shionoya, K., et al. (2022) La produzione selettiva di prostaglandina nelle cellule endoteliali cerebrali è necessaria e sufficiente per indurre la febbre. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2122562119.

.