Metallo-immunologia: l’immunità controllata da ioni metallici.

I metalli sono componenti essenziali in tutte le forme di vita in quanto sono essenziali per il corretto funzionamento di un grandissimo numero di enzimi; sono coinvolti in praticamente tutti i processi biologici fondamentali. In particolare, i metalli di transizione, quali ferro (Fe), zinco (Zn), manganese (Mn), nichel (Ni), rame (Cu) e cobalto (Co), sono micronutrienti noti per svolgere un ruolo vitale anche nel metabolismo, grazie alle loro proprietà redox. All’interno delle metalloproteine,
proteine coinvolte nei processi di rimodernamento tissutale, svolgono tre funzioni principali: fornire supporto strutturale, fungere da cofattori enzimatici e mediare il trasporto di elettroni.
Gli ioni metallici sono anche coinvolti nella regolazione del sistema immunitario, e negli ultimi anni, proprio questo loro ruolo, ha attirato l’attenzione di numerosi studiosi; sono aumentate le prove che suggeriscono che sono implicati nel regolare sia il rilevamento immunitario innato che la difesa dell’ospite contro agenti patogeni invasori; a riprova di ciò sono state riscontrate immunodeficienze in pazienti con mutazioni nei canali ionici e nei trasportatori.
Inoltre, nel trattamento di diversi tipi di tumori, recentemente ha avuto molto successo l’impiego dell’immunoterapia, anche se risultano essere ancora pochi i pazienti oncologici che ne rispondono in maniera adeguata; questo a causa di un’attivazione immunitaria inadeguata. Si stanno quindi studiando delle strategie di attivazione, proprio con l’impiego degli ioni metallici, anche se numerosi meccanismi coinvolti risultano ancora ignoti, e quindi molti studi saranno ancora necessari; particolare enfasi è posta sui meccanismi di stimolazione immunitaria innata e sull’attivazione delle cellule T da parte degli ioni metallici essenziali come calcio (Ca2 +), zinco (Zn2 +), manganese (Mn2 +), ferro (Fe2 + / Fe3 +) e potassio (K +), seguita da alcuni metalli non essenziali, al fine di tracciare un diagramma generale di metallo-immunologia.
Lo Zn2 + cellulare è distribuito tra il nucleo (30–40%), le membrane (10%) e il citoplasma (50%) e da oltre 50 anni, è noto che il sistema immunitario è regolato dall’omeostasi di questo; la sua carenza provoca scarse risposte immunitarie con ridotta clearance degli agenti patogeni, una risposta infiammatoria iniziale aumentata e un danno collaterale ai tessuti ospiti. In casi di carenze, in presenza di siti di infezione, la fagocitosi dei neutrofili risulta essere ridotta, mentre aumenta con l’integrazione.
Nel sistema immunitario adattativo invece, le cellule pre-T sono più sensibili alla carenza di zinco, e l’aumento del tasso di apoptosi porta ad una perdita pari al 50% delle cellule T mature in caso di carenza di zinco, con atrofia del timo e linfopenia.
Fondamentale è quindi riuscire a mantenere dei valori ottimali di questo ione metallico per assicurare un corretto funzionamento del sistema immunitario, sia con una adeguata nutrizione, ed eventualmente, ricorrendo ad una integrazione ciclica.
Fonte:
Wang C, Zhang R, Wei X, Lv M, Jiang Z.
Metalloimmunology: The metal ion-controlled immunity.
Adv Immunol. 2020;145:187-241.