Le chemochine: ruolo, funzionamento e importanza nel sistema immunitario

Le chemochine fanno parte del più ampio gruppo delle citochine, che sono piccole proteine con peso molecolare generalmente inferiore ai 25 kDa (tra queste le chemochine sono quelle con peso molecolare più basso).

Produzione e azione delle chemochine

Le chemochine vengono rilasciate da varie cellule, non solo del sistema immunitario, ma anche da fibroblasti o cellule endoteliali e vengono prodotte generalmente solo in risposta ad uno specifico stimolo attivatorio. Le chemochine agiscono sempre legando recettori presenti sulla membrana di diverse cellule di tessuti differenti. Questa è una tipica capacità delle citochine, ovvero quella di legare bersagli diversi e di indurre risposte complesse riguardanti spesso più di un tipo cellulare.

Meccanismo di azione delle citochine

Il legame ad un recettore induce un corteo di risposte intracellulari che sono stereotipate e dipendono dal tipo di segnale che viene trasmesso dal recettore stesso.

Gran parte di questi fattori agiscono in maniera autocrina, ovvero la loro azione agisce sulla cellula stessa che produce la citochina, oppure paracrina, cioè confinata alle cellule immediatamente limitrofe. In alcuni casi, però, le citochine possono raggiungere bersagli anche a distanza, venendo trasportate dal torrente ematico in distretti lontani dalla cellula o dall’organo in cui sono state prodotte.

Esempio di funzionamento delle chemochine

Nell’immagine seguente è presentato un esempio di funzionamento di una chemochina. È presente una chemochina, CXCL8, uno dei fattori prodotti dai macrofagi, una volta attivati dal riconoscimento di PAMP, cioè pattern molecolari presenti sui microbi. Questa è una delle citochine rilasciate assieme ad altre, che possono avere effetti nelle cellule vicine come si vede dall’immagine, oppure anche effetti sistemici. Per le chemochine l’effetto sistemico è meno frequente, ma ci sono casi, soprattutto in patologia, in cui si può avere un’azione su cellule che sono a distanza dal sito in cui si produce la chemochina. La funzione delle chemochine è il movimento, dunque la cellula che lega la chemochina si sposta verso e secondo il gradiente di concentrazione della chemochina in modo da raggiungere il luogo di produzione della chemochina stessa.

Famiglia e struttura delle chemochine

Si tratta di una famiglia di proteine di circa una cinquantina di elementi diversi, 47 nell’uomo, che sono correlate tra loro per la sequenza amminoacidica e sono differenti per alcune proprietà strutturali peculiari. I recettori appartengono anche questi ad una famiglia più ampia, ovvero quella dei recettori delle proteine G, i quali hanno un dominio transmembrana che attraversa la membrana per 7 volte, infatti sono chiamati seven transmembrane G-protein coupled receptor.

Segnalazione e migrazione cellulare

La via di segnalazione che ha luogo quando un recettore lega una chemochina comporta vari aspetti, soprattutto legati all’adesione cellulare, all’accoppiamento del citoscheletro a proteine di membrana, per ottenere la migrazione cellulare guidata come effetto finale. È bene sottolineare come con le chemochine si stia parlando di chemotassi, ovvero movimento cellulare guidato, diverso da chemiocinesi, cioè un movimento non direzionato ma semplice aumento di motilità della cellula.