L’Acido Itaconico: Un freno per i Macrofagi
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Come ho “sostenuto” in altri articoli, l’infiammazione quando divampa, si auto – spegne da sola, con molti meccanismi.
L’infiammazione è come l’interruttore a tempo dell’impianto di illuminazione delle scale di un condominio; quando entri nell’ingresso di un condominio, pigi il pulsante della luce, ed hai un certo intervallo di tempo, per salire le scale, prima che l’illuminazione si auto – spegne.
In poche parole, l’infiammazione quando viene attivata, dura per un po’, ed insieme alle sostanze infiammatorie, produce delle proteine e dei metaboliti che vanno ad inibire l’interruttore che ha acceso l’infiammazione.
In questo breve articoletto, vi parlo dell’acido itaconico, una delle sostanze prodotte dall’infiammazione che autospegne l’infiammazione.
I macrofagi sono cellule immunitarie che possono esistere in tre forme: Dormienti M0, pro-infiammatorie M1 e antinfiammatorie M2.
Quando dei microorganismi entrano nell’organismo, le loro endotossine LPS si legano ai recettori TLR4 dei Macrofagi M0, trasformandoli in macrofagi pro-infiammatori M-1.
I macrofagi pro-infiammatori M-1, sono delle terribili macchine da guerra, in grado di uccidere batteri, cellule cancerogene, cellule infettate da virus, cellule morte, etc, aiutando il corpo a cacciare gli intrusi. Nel fare questo però infiamma l’intero corpo di radicali liberi e dolori; Fortunatamente i Macrofagi M1, sono dotati di un freno molecolare che li trasforma in Macrofagi antinfiammatori M2, che servono a rimarginare i tessuti danneggiati dall’aspra lotta tra Macrofagi M1 e cellule batteriche o cancerose.
Questo freno si chiama acido Itaconico (o itaconato), ed è un acido dicarbossilico, prodotto dal ciclo di Krebs dei macrofagi M1.
Dopo circa 12 – 24 ore che i macrofagi M1 sono stati attivati, incominciano a produrre ed accumulare acido itaconico, che frena il metabolismo infiammatorio, convertendo i macrofagi M1 in Macrofagi antinfiammatori M2.
Praticamente quando un LPS di un batterio, si lega ai recettori TLR4 del Macrofago M0, questo si trasforma in macrofago infiammatorio M1, e scatena la battaglia con gli intrusi; dopo circa 12 – 24 ore dall’attivazione, i Macrofagi M1, incominciano ad esprimere l’enzima IRG1 (detto anche ACONITATO DECARBOSSILASI (EC 4.1.1.6), localizzato nella matrice mitocondriale, e converte l’acido cis aconitico, in acido Itaconico; L’acido Itaconico, blocca la furia pro-ossidante del macrofago M1, inibendo l’enzima succinato deidrogenasi, invertendo il metabolismo da ossidativo a glicolitico.
Se a seguito di un trauma o un infezione, i macrofagi M1 non prducevano acido itaconico, la reazione infiammatoria doveva essere molto potente e dannosa all’organismo.
Poiché l’acido Itaconico aiuta ad autospegnere l’infiammazione, questa sostanza prodotta dai macrofagi M1, può essere:
- Utile nel ridurre i dolori e le infiammazioni croniche delle malattie autoimmuni
- Dannosa nel contrastare i tumori tramite i macrofagi M1
Perché l’acido Itaconico è utile nelle malattie infiammatorie croniche? Semplicemente perché smorza l’azione infiammatoria dei macrofagi M1, e fa partire quella antinfiammatoria M2.
Perché l’acido Itaconico prodotto in notevole quantità dai macrofagi è un problema nella lotta ai tumori?
Semplicemente perché è un freno per i Macrofagi M1 a lottare e uccidere le cellule tumorali.
La sfida futuristica dei Medici e Biologi molecolari, è quella di modulare le risposte immunitarie dei macrofagi, avvalendosi anche di attivatori e inibitori dell’enzima ACONITATO DECARBOSSILASI (EC 4.1.1.6), in fase di studio.
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Curiosità tecniche su IRG1, l’enzima espresso dai macrofagi M1, deputato alla biosintesi dell’acido Itaconico.
- L’enzima IRG1 è espresso dai macrofagi M1 attivati dalle endotossine batteriche, entro 12-24 ore; quindi i macrofagi appena attivati dalle endotossine, accendono immediatamente l’infiammazione, per poi auto-spegnersi dopo 12-24 ore, grazie alla produzione di acido itaconico da parte dell’enzima IRG1
- L’enzima IRG1 si chiama anche: Aconitato decarbossilasi, gene 1 proteina immunologica reattiva o CAD,
- Il Nome internazionale dell’enzima è EC4.1.1.6
- Il gene dell’enzima IRG1, si trova nel locus del cromosoma 13q22.3
- si trova all’interno dei mitocondri dei macrofagi M1 e delle cellule Dentritiche attive. I macrofagi M0 ed M2 hanno l’enzima IRG1 silenziato.
- La modulazione di IRG1 (EC4.1.1.6) dei Macrofagi M1, può essere utile nella lotta alle malattie autoimmuni, infiammazioni croniche e nella lotta contro i tumori.
- Al momento gli studi sull’acido Itaconico e dell’enzima IRG1, sono ancora agli inizzi.
Un altra curiosità è che l’acido Itaconico viene prodotto industrialmente per fermentazione, per utilizzarlo nell’industria delle plastiche biodegradabili. A livello industriale l’acido Itaconico viene prodotto dalla fermentazione di melasse zuccherine di scarto utilizzando ceppi di muffa Aspergillus terreus.
Pubblicato dal Dottor Liborio Quinto appassionato di Biochimica.
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Fonte Bibliografica (L’Acido Itaconico: Un freno per i Macrofagi.)
- (sempre su macrofagi ed acido Itaconico – Natural metabolite can suppress inflammation – https://medicalxpress.com/news/2016-07-natural-metabolite-suppress-inflammation.html
- Itaconate: the poster child of metabolic reprogramming in macrophage function – Luke A. J. O’Neill & Maxim N. Artyomov https://www.nature.com/articles/s41577-019-0128-5
- The promise and peril of targeting cell metabolism for cancer therapy – Jonathan M. Weiss – PMC7004869 – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7004869/
