Una ferita lieve, un'infezione grave o persino l'influenza possono far prendere al corpo strade molto diverse. Alcune persone guariscono rapidamente, mentre altre si ammalano gravemente o muoiono. Gli scienziati chiamano questo percorso una traiettoria di malattia, e può essere influenzata da molti fattori, tra cui età, sesso, storia clinica e biologia. Al Salk Institute, Janelle Ayres, PhD, ha passato anni a studiare perché le persone reagiscono in modo così diverso a malattie e lesioni. Il suo lavoro si concentra su come il corpo può essere guidato lontano dalla malattia e dalla morte verso la guarigione e la sopravvivenza.
L'infiammazione è spesso una forza trainante dietro il declino del corpo durante infezioni e lesioni. È essenziale per la protezione perché allerta il sistema immunitario e porta le cellule immunitarie dove sono necessarie. Ma quando l'infiammazione diventa eccessiva, può danneggiare i tessuti e contribuire alla morte. Poiché le infezioni possono scatenare un'infiammazione particolarmente dannosa, il team di Salk ha studiato topi con un'infezione. Hanno scoperto che aggiungere l'amminoacido metionina alla dieta degli animali li proteggeva dal deperimento, dai problemi della barriera emato-encefalica e dalla morte legata all'infiammazione.
Il beneficio è arrivato attraverso una via inaspettata. La metionina ha migliorato la filtrazione renale, dimostrando che i reni potrebbero svolgere un ruolo più grande di quanto precedentemente riconosciuto nell'aiutare il corpo a passare dall'infezione alla guarigione. I risultati, pubblicati su Cell Metabolism, suggeriscono che piccoli cambiamenti nella nutrizione possono influenzare fortemente gli esiti delle malattie. L'integrazione di metionina potrebbe avere potenziale per condizioni infiammatorie, malattie renali, insufficienza renale e pazienti in dialisi, anche se sono necessarie ulteriori ricerche.
"Il nostro studio indica che piccole differenze biologiche, inclusi i fattori dietetici, possono avere grandi effetti sugli esiti delle malattie", afferma l'autrice senior Ayres, professoressa e titolare della Salk Institute Legacy Chair al Salk, nonché investigatrice del Hughes Medical Institute. "La nostra scoperta di un meccanismo renale che limita l'infiammazione, insieme agli effetti protettivi dell'integrazione di metionina nei topi, punta verso il potenziale della nutrizione come intervento medico meccanicamente informato che può dirigere e ottimizzare i percorsi che le persone intraprendono in risposta a insulti che causano malattie".
L'infiammazione è la reazione del sistema immunitario a una minaccia. Quella minaccia potrebbe essere un patogeno all'interno del corpo o qualcosa di semplice come una scheggia. Le cellule immunitarie si muovono verso il problema e aiutano a guidare la guarigione. Mentre quelle cellule immunitarie arrivano, aumentano i segnali di allarme del corpo attraverso proteine note come citochine pro-infiammatorie. Il corpo deve mantenere l'infiammazione in un attento equilibrio. Troppa poca infiammazione potrebbe non riuscire a controllare una minaccia, mentre troppa può danneggiare i tessuti sani. Gran parte della ricerca in quest'area si è concentrata su come le risposte immunitarie vengono attivate o disattivate.
Il team di Ayres sta esaminando una domanda diversa. Invece di concentrarsi solo sugli interruttori immunitari, stanno studiando come il corpo regola l'intensità dell'infiammazione controllando il rilascio e l'accumulo di citochine pro-infiammatorie. "Le citochine pro-infiammatorie sono in ultima analisi ciò che porta alla malattia e alla morte in molti casi", afferma la prima autrice Katia Troha, PhD, ricercatrice post-dottorato nel laboratorio di Ayres. "Il sistema immunitario deve bilanciare l'infiammazione per attaccare l'invasore senza danneggiare le cellule sane del corpo. Il nostro compito è trovare i meccanismi che usa per farlo, in modo da poterli colpire per migliorare i risultati dei pazienti".
Per indagare come il corpo gestisce i livelli di citochine, i ricercatori hanno utilizzato un modello murino di infiammazione sistemica causata dal patogeno Yersinia pseudotuberculosis. Uno dei primi cambiamenti osservati è stata una riduzione dell'alimentazione nei topi infetti, il che suggeriva che il metabolismo degli animali era cambiato. Per comprendere meglio il loro stato nutrizionale, i ricercatori hanno misurato gli amminoacidi circolanti nel sangue. Gli amminoacidi sono i mattoni delle proteine e supportano la funzione cellulare sana in tutto il corpo.
I topi infetti avevano bassi livelli di metionina, un amminoacido essenziale