Sin dal primo allotrapianto di rene riuscito nell’uomo nel 1952, lo sviluppo di trattamenti che limitano il rigetto acuto dell’allotrapianto è stato oggetto di intense indagini. Anche se la scoperta di molecole immunosoppressive come la ciclosporina A ha ridotto drasticamente i casi di rigetto acuto di allotrapianto, la loro azione sul rigetto cronico di allotrapianto non è ottimale. Inoltre, oltre alla loro mancanza di efficacia sul rigetto cronico dell’allotrapianto, questi trattamenti immunosoppressivi hanno effetti collaterali tra cui un’elevata suscettibilità alle infezioni e tossicità renale e neurale. Tra le molecole biologiche coinvolte nell’induzione della tolleranza che sono state caratterizzate negli ultimi anni, la molecola non classica HLA di classe I Human Leukocyte Antigen G (HLA-G) ha caratteristiche uniche che la rendono una candidata ideale per lo sviluppo di nuove terapie nel trapianto L’HLA-G aiuta a proteggere gli organi trapiantati dal rigetto, mettendo un silenziatore su altre due molecole immunitarie che convergono per aggredire direttamente l’organo. Questo ruolo protettivo mirato fornisce ulteriori prove che il dimero HLA-G umano dovrebbe essere una terapia efficace per proteggere gli organi trapiantati.
Questo è quello che ritiene il team del Dr. Horuzko del Cancer Center, Department of Medicine, Georgia Regents University di Augusta, in Georgia. Mentre il gene HLA-G è in gran parte silenzioso nella maggior parte di noi, è noto per svolgere un ruolo nel consentire a un feto, che ha materiale genetico di entrambi i genitori, di evitare di essere preso di mira dal sistema immunitario della madre. Il dimero HLA-G, una combinazione di due delle molecole HLA-G, è l’HLA-G più potente. Quando materiale estraneo, come un tumore o un organo donatore o un feto, si presenta, attira naturalmente l’attenzione delle cellule T citotossiche, o cellule T killer, che come suggerisce il nome, si spostano per aiutare a eliminare l’invasore. Un modo primario in cui uccidono è inducendo le molecole granzimi e perforina. Queste molecole effettrici lavorano insieme per provocare l’autodistruzione delle cellule dell’organo trapiantato e per produrre un’infiammazione che può provocare ulteriore distruzione. La perforina forma un canale diretto alla cellula bersaglio e il granzima B è la forbice (enzima) che scompone le proteine cellulari per indurre la morte.
Alcune persone con un sistema immunitario insufficiente possono avere, ad esempio, granyzime B senza perforina. Le cellule morte risultanti innescano l’infiammazione e i granzimi innescano direttamente ancora più infiammazione che danneggia l’organo. Fino al 15% dei pazienti con trapianto di rene, ad esempio, sperimenterà questo attacco di cellule T citotossiche entro cinque anni nonostante i migliori sforzi per abbinare donatori e riceventi e farmaci che generalmente sopprimono la risposta immunitaria. I ricercatori hanno scoperto che almeno una parte del modo in cui il dimero HLA-G protegge in questo scenario consiste nel calmare direttamente questi grandi cannoni immunitari e la capacità killer delle cellule T citotossiche che li producono. Sono stati in grado di vedere l’impatto del dimero HLA-G misurando il livello plasmatico di 40 pazienti che avevano rifiutato gli organi donati e 90 che non lo avevano fatto. Hanno trovato livelli di dimero HLA-G significativamente più alti in pazienti che hanno avuto buoni risultati senza un quadro demografico chiaro, come l’età o la razza, di chi avrebbe un livello naturalmente più alto.
Un’analisi genetica ha confermato l’espressione direttamente down-regolata del dimero HLA-G del gene del granzima B. L’attivazione delle cellule T killer e del granzima B da parte del dimero HLA-G è stata significativamente inibita in un topo transgenico che hanno sviluppato, che esprime LILRB1 umano, che è considerato il recettore primario per HLA-G. In esperimenti in vitro, quando gli scienziati hanno attivato le cellule T citotossiche di individui sani con una lectina (una proteina vegetale che recluta cellule immunitarie), quasi la metà delle cellule killer risultanti era positiva per il granzima B. Quando hanno pretrattato le cellule del sangue di volontari sani con Dimero HLAG, hanno visto anche una down-regulation del granzima B e che le cellule T killer presenti erano meno capaci delle loro classiche uccisioni mirate. In effetti, hanno trovato un numero maggiore di recettori dimeri HLA-G su quelle cellule killer. Ciò significa che la coppia perforina/granizima B non si si è attivata contro il nuovo organo come al solito, e gli scienziati sembravano aver ragione su come il dimero HLA-G fosse protettivo.
Per avvicinarsi ai pazienti, hanno creato un topo “umanizzato”, un modello vivente di un trapianto umano con il sistema immunitario di una persona che riceve cellule da un’altra. Ciò fornisce un ambiente molto più vicino a quello che i ricercatori vedono in un paziente. Hanno scoperto che, proprio come con i pazienti con livelli naturalmente elevati, la somministrazione di dimero HLA-G interferiva con gli istinti di attacco delle cellule T killer. Questo potrebbe essere il futuro della medicina personalizzata; infatti, livelli più elevati di dimero HLA-G e una minore risposta all’organo donatore si tradurrebbe in meno medicine e migliori risultati. Il dimero HLA-G, sebbene potente, è stranamente vulnerabile in quanto può facilmente rompersi. Si deve prima generare un dimero HLA-G stabile e non-degradabile, prima di passare agli studi clinici. Sebbene livelli naturalmente elevati di HLA-G non aumentino il rischio di contrarre il cancro, riducono la capacità del sistema immunitario di combatterlo quando lo si contrae. È interessante notare che i piccoli tumori non sembrano interessare il dimero HLA-G.
Dopo un trapianto di rene, nella maggior parte di noi i livelli di HLA-G aumentano, non necessariamente per proteggere il nuovo organo. Piuttosto probabilmente questo serve come equilibrio naturale della risposta immunitaria che logicamente aumenta in risposta alla presenza dell’organo di qualcun altro. Nel caso di un trapianto tutt’altro che ideale, i globuli bianchi, i primi segni di una risposta immunitaria, possono manifestarsi anche mentre il nuovo organo viene inserito nel paziente in sala operatoria. Tuttavia, più tipicamente accade nel corso di circa una settimana poiché il sistema immunitario del ricevente produce naturalmente ciò che il Dr. Horuzsko chiama un'”orchestra” di cellule immunitarie, con le cellule T citotossiche i giocatori più potenti. Gli studi sull’HLA-G sono stati avviati dal Dr. Horuzsko e dal suo team dal 2003. Ha scoperto che le proteine HLA-G possono rendere le cellule dendritiche tolerogeniche. Le cellule dendritiche sono un tipo di cellule immunitarie che presentano antigeni regolari o autoimmuni ai linfociti. In questo modo i tessuti allo-trapiantati (cioè i trapianti) sopravvivono più a lungo nell’ospite.
Il suo team ha anche identificato diverse forme di aggregazione delle proteine HLA-G (polimeri) e del loro recettore affine, LILRB. Più recentemente, hanno cercato di produrre una sorta di proteine HLA-G ”sintetiche”, i polipeptidi (α3-L)x2 e (α1-α3)x2, che si legano al recettore LILRB2 e si sono dimostrati potenti molecole tollerogeniche in vivo. Un giorno il modello umanizzato potrebbe essere utilizzato anche come test aggiuntivo per la compatibilità di donatore e ricevente, anche per determinare quanti e quali farmaci funzionerebbero meglio in un singolo paziente. È un esempio di un test vivente della compatibilità degli organi. Le attuali terapie per evitare il rigetto d’organo includono l’ottimizzazione della corrispondenza ricevente-donatore e la somministrazione di farmaci immunosoppressori che generalmente lasciano i pazienti vulnerabili alle infezioni e al cancro. Gli studi HLA sono già stati condotti per aiutare a identificare una buona corrispondenza tra donatori di organi. Questo studio rappresenta un passo avanti verso una migliore medicina personalizzata dei trapianti.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
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