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Metabolismo a cellula T, immunodeficienza e malattia umana

Le cellule T sono una componente critica del sistema immunitario adattabile e sono indispensabili in esseri umani proteggenti dalle infezioni patogene. I cambiamenti nel metabolismo a cellula T sono una parte naturale della risposta immunitaria. Tuttavia, il downregulation di metabolismo a cellula T può piombo ad una riduzione dell'efficacia delle cellule T contro gli agenti patogeni d'invasione (conosciuti come immunodeficienza), piombo alle malattie quale cancro.

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Le cellule T fa parte della risposta immunitaria adattabile e subiscono i cambiamenti metabolici in risposta ad uno stimolo, quale un agente patogeno dDesign_Cells | Shutterstock

Risposte metaboliche delle cellule T

L'attivazione di una cellula T causa i cambiamenti epigenetici che possono influenzare il destino ed il metabolismo delle cellule. I cambiamenti nel metabolismo possono fornire i substrati, come il acetile-CoA ed i gruppi metilici, che possono più ulteriormente modificare l'attività dell'istone e degli enzimi dimodificazione, esacerbanti l'effetto. I cambiamenti metabolici possono anche influenzare le caratteristiche delle celle di T, un punto necessario di differenziazione per una risposta immunitaria - così, lo stato metabolico può dettare la predisposizione a determinate malattie ed anche offrire le occasioni delle soluzioni terapeutiche.

Metabolismo e malattie infettive a cellula T

L'infezione dai microrganismi piombo spesso ai cambiamenti nel metabolismo del host infettato. Nelle infezioni acute, questo può essere accompagnato da un aumento nell'insulino-resistenza, nel catabolismo della proteina, nella gluconeogenesi e nel metabolismo dei lipidi. Tutti questi cambiamenti possono piombo all'iperglicemia, all'abbondanza dell'amminoacido ed alla dislipidemia.

Le cellule T+ CD4 e+ CD8 possono iniziare una risposta immunitaria ed indurre la differenziazione delle popolazioni dell'effettore. Tali trattamenti aumentano il metabolismo anabolico, le domande del trifosfato di adenosina e gli eventi di segnalazione delle cellule. D'altra parte, la riduzione dell'output metabolico dovuto inibizione può provocare l'esaurimento a cellula T, come è osservato durante l'infezione cronica.

Metabolismo e stasi a cellula T

Quando il sistema immunitario ha eliminato un agente patogeno, le risposte infiammatorie ed i cambiamenti metabolici cominciano dissipare, piombo ad una riduzione del numero delle cellule T dell'effettore, seguito da omeostasi e da una fase metabolicamente tranquilla.

Durante questo periodo, le celle di T di memoria sono prodotte, che protegge le cellule ospiti da reinfezione. La generazione a cellula T+ di memoria CD8 è supportata da cambiamento continuo glicolitico bloccato che suggerisce che lo sforzo metabolico sulle celle di T dell'effettore rafforzi la formazione di celle di memoria.

Immunodeficienza

Le immunodeficienze primarie sono malattie genetiche rare del sistema immunitario che rendono il host suscettibile dell'infezione, con conseguente dysregulation autoimmune ed immune. Gli studi indicano che lo stato cella-intrinseco hypometabolic di T è associato con immunodeficienza primaria. In questo caso, i pazienti hanno diminuito da glicolisi e dalla la capacità basali e indotte da attivazione per fosforilazione ossidativa.

Sindromi metaboliche

Overnutrition ed i segnali in relazione con l'obesità possono piombo ad infiammazione aumentata e ad omeostasi metabolica interrotta. Le sindromi metaboliche sono associate con i vari fattori di rischio, quali l'obesità, l'iperglicemia, la dislipidemia e l'ipertensione. Le celle immuni, come le cellule T, possono individuare la disponibilità delle sostanze nutrienti, piombo all'attivazione alterata ed all'infiammazione delle cellule immuni.

La risposta delle celle immuni a questi segnali può diminuire la segnalazione dell'insulina nei tessuti che hanno un metabolismo attivo, così promuovendo l'insulino-resistenza ed il diabete di tipo 2. Gli studi indicano che i cambiamenti nel contenuto del lipido, quali gli acidi grassi insaturi e gli acidi grassi poli-insaturi, possono realmente cambiare lo stato delle celle di T dell'effettore da infiammatorio a regolatore.

Autoimmunità

Gli studi hanno indicato che un aumento nell'assorbimento del glucosio dalle cellule T può stimolare la produzione di interferone e dell'interleuchina 2, piombo allo stimolo ed al deposito degli anticorpi nei glomeruli del rene.

L'aumento nell'assorbimento del glucosio è stato determinato da sovraespressione di GLUT1 in celle di T. Similmente, l'eliminazione di Glut1 piombo all'assorbimento diminuito di glucosio ed al numero diminuito della generazione+ di cellula T CD4. Di conseguenza, il metabolismo del glucosio della cellula T può influenzare lo stato autoimmune.

Metabolismo e cancro a cellula T

All'interno di un tumore, le celle immuni spesso attivamente stanno competendo alle cellule tumorali per le risorse nutrizionali. Ciò è dovuto una quantità limitata di glucosio, di amminoacidi, di acidi grassi e di similarità nel programma metabolico di espansione maligna delle cellule e nell'espansione delle celle+ di T dell'effettore CD8. Per concludere, gli studi rivelano che il sottotipo delle celle di T dipende dai vari moduli metabolici per la loro sopravvivenza e per le loro funzioni anticancro dell'effettore.

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Last Updated: May 13, 2019

Dr. Surat P

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Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

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