L’immunologia è lo studio del sistema immunitario ed è una branca molto importante delle scienze mediche e biologiche. Il sistema immunitario ci protegge dalle infezioni attraverso varie linee di difesa. Se il sistema immunitario non funziona come dovrebbe, può provocare malattie, come l’autoimmunità, l’allergia e il cancro. Sta anche diventando chiaro che le risposte immunitarie contribuiscono allo sviluppo di molti disturbi comuni non tradizionalmente visti come immunologici, tra cui condizioni metaboliche, cardiovascolari e neurodegenerative come l’Alzheimer.
Perché l’immunologia è importante?
Dal lavoro pionieristico di Edward Jenner nel 18° secolo che avrebbe portato alla vaccinazione nella sua forma moderna (un’innovazione che ha probabilmente salvato più vite di qualsiasi altro progresso medico), alle molte scoperte scientifiche nel 19° e 20° secolo che avrebbero portato, tra le altre cose, al trapianto di organi sicuro, all’identificazione dei gruppi sanguigni e all’uso ormai onnipresente degli anticorpi monoclonali in tutta la scienza e la sanità, l’immunologia ha cambiato il volto della medicina moderna. La ricerca immunologica continua ad ampliare gli orizzonti della nostra comprensione di come trattare importanti problemi di salute, con sforzi di ricerca in corso in immunoterapia, malattie autoimmuni e vaccini per agenti patogeni emergenti, come l’Ebola. L’avanzamento della nostra comprensione dell’immunologia di base è essenziale per l’applicazione clinica e commerciale e ha facilitato la scoperta di nuovi diagnostici e trattamenti per gestire una vasta gamma di malattie. Oltre a ciò, insieme al progresso della tecnologia, la ricerca immunologica ha fornito tecniche e strumenti di ricerca di importanza critica, come la citometria a flusso e la tecnologia degli anticorpi.
Che cos’è un immunologo?
Un immunologo è uno scienziato e/o un clinico specializzato in immunologia. Molti immunologi lavorano in un laboratorio che si concentra sulla ricerca, sia nel mondo accademico che nell’industria privata (per esempio nell’industria farmaceutica). Altri immunologi – “immunologi clinici” – sono clinici che si concentrano sulla diagnosi e la gestione delle malattie del sistema immunitario, come le malattie autoimmuni e le allergie.
Per informazioni più dettagliate sulle carriere in immunologia, fai riferimento alla nostra sezione carriere.
Il sistema immunitario
Il sistema immunitario è un sistema complesso di strutture e processi che si è evoluto per proteggerci dalle malattie. Componenti molecolari e cellulari costituiscono il sistema immunitario. La funzione di questi componenti si divide in meccanismi aspecifici, quelli innati per un organismo, e risposte reattive, che sono adattative a patogeni specifici. L’immunologia fondamentale o classica prevede lo studio dei componenti che costituiscono il sistema immunitario innato e adattativo.
L’immunità innata è la prima linea di difesa ed è aspecifica. Cioè, le risposte sono le stesse per tutti i potenziali patogeni, non importa quanto diversi possano essere. L’immunità innata comprende barriere fisiche (ad esempio la pelle, la saliva, ecc.) e cellule (ad esempio macrofagi, neutrofili, basofili, mastociti, ecc.). Questi componenti “sono pronti a partire” e proteggono un organismo per i primi giorni di infezione. In alcuni casi, questo è sufficiente per eliminare l’agente patogeno, ma in altri casi la prima difesa viene sopraffatta e interviene una seconda linea di difesa.
L’immunità adattativa è la seconda linea di difesa che comporta la costruzione di una memoria delle infezioni incontrate in modo da poter montare una risposta potenziata specifica all’agente patogeno o alla sostanza straniera. L’immunità adattativa coinvolge gli anticorpi, che generalmente mirano agli agenti patogeni stranieri che vagano liberi nel flusso sanguigno. Sono coinvolte anche le cellule T, che sono dirette specialmente verso gli agenti patogeni che hanno colonizzato le cellule e possono uccidere direttamente le cellule infette o aiutare a controllare la risposta anticorpale.
Disfunzione immunitaria e immunologia clinica
Il sistema immunitario è un sistema altamente regolato ed equilibrato e quando l’equilibrio è disturbato, la malattia può risultare. La ricerca in quest’area riguarda lo studio delle malattie causate dalla disfunzione del sistema immunitario. Gran parte di questo lavoro ha un significato nello sviluppo di nuove terapie e trattamenti che possono gestire o curare la condizione alterando il modo in cui il sistema immunitario sta lavorando o, nel caso dei vaccini, innescando il sistema immunitario e potenziando la reazione immunitaria a specifici agenti patogeni.
I disturbi da immunodeficienza comportano problemi con il sistema immunitario che compromettono la sua capacità di montare una difesa adeguata. Di conseguenza, questi sono quasi sempre associati a gravi infezioni che persistono, si ripetono e/o portano a complicazioni, rendendo questi disturbi gravemente debilitanti e persino mortali. Ci sono due tipi di disturbi da immunodeficienza: le immunodeficienze primarie sono tipicamente presenti dalla nascita, sono generalmente ereditarie e sono relativamente rare. Un esempio è l’immunodeficienza variabile comune (CVID). Le immunodeficienze secondarie si sviluppano generalmente più tardi nella vita e possono risultare in seguito a un’infezione, come nel caso dell’AIDS in seguito all’infezione da HIV.
Per maggiori informazioni, consulta il nostro briefing sull’immunodeficienza.
Le malattie autoimmuni si verificano quando il sistema immunitario attacca il corpo che dovrebbe proteggere. Le persone che soffrono di malattie autoimmuni hanno un difetto che le rende incapaci di distinguere le molecole “self” da quelle “non-self” o “estranee”. I principi dell’immunologia hanno fornito un’ampia varietà di test di laboratorio per l’individuazione delle malattie autoimmuni. Le malattie autoimmuni possono essere descritte come malattie autoimmuni “primarie”, come il diabete di tipo 1, che possono manifestarsi dalla nascita o durante la prima infanzia; o come malattie autoimmuni “secondarie”, che si manifestano più tardi nella vita a causa di vari fattori. Si pensa che l’artrite reumatoide e la sclerosi multipla appartengano a questo tipo di autoimmunità. Inoltre, le malattie autoimmuni possono essere localizzate, come la malattia di Crohn che colpisce il tratto gastrointestinale, o sistemiche, come il lupus eritematoso sistemico (LES).
Per maggiori informazioni, consultate il nostro briefing sulle malattie autoimmuni.
Le allergie sono disturbi da ipersensibilità che si verificano quando il sistema immunitario del corpo reagisce contro sostanze estranee innocue, causando danni ai tessuti dell’organismo. Quasi ogni sostanza può causare allergie (un allergene), ma più comunemente, le allergie sorgono dopo aver mangiato certi tipi di cibo, come le arachidi, o dall’inalazione di sostanze trasportate dall’aria, come il polline o la polvere. Nelle reazioni allergiche, il corpo crede che gli allergeni siano pericolosi e produce immediatamente sostanze per attaccarli. Questo fa sì che le cellule del sistema immunitario rilascino potenti sostanze chimiche come l’istamina, che provoca l’infiammazione e molti dei sintomi associati alle allergie. L’immunologia si sforza di capire cosa succede al corpo durante una risposta allergica e i fattori responsabili di causarla. Questo dovrebbe portare a migliori metodi di diagnosi, prevenzione e controllo delle malattie allergiche.
Per maggiori informazioni, vedi il nostro breifing sulle allergie.
L’asma è una malattia debilitante e talvolta fatale delle vie respiratorie. Si verifica generalmente quando il sistema immunitario risponde alle particelle inalate dall’aria, e può portare all’ispessimento delle vie respiratorie dei pazienti nel tempo. È una delle principali cause di malattia ed è particolarmente diffusa nei bambini. In alcuni casi ha una componente allergica, tuttavia in un certo numero di casi l’origine è più complessa e poco compresa.
Il cancro è una malattia di crescita e proliferazione cellulare anormale e incontrollata ed è definito da una serie di caratteristiche, una delle quali è la capacità delle cellule tumorali di evitare la distruzione immunitaria. Con la consapevolezza che l’evasione del sistema immunitario può contribuire al cancro, i ricercatori si sono rivolti alla manipolazione del sistema immunitario per sconfiggere il cancro (immunoterapia). L’immunoterapia del cancro cerca di stimolare i poteri innati del sistema immunitario per combattere il tessuto canceroso e ha mostrato una straordinaria promessa come una nuova arma nel nostro arsenale contro la malattia. Altre applicazioni della conoscenza immunologica contro il cancro includono l’uso di anticorpi monoclonali (proteine che cercano e si legano direttamente a una specifica proteina bersaglio chiamata antigene. Un esempio è Herceptin, che è un anticorpo monoclonale usato per trattare il cancro al seno e allo stomaco). Inoltre, un certo numero di vaccini contro il cancro sono stati sviluppati con successo, in particolare il vaccino HPV.
Per maggiori informazioni, consultate il nostro briefing sull’immunoterapia del cancro.
I trapianti comportano il trasferimento di cellule, tessuti o organi da un donatore a un ricevente. La barriera più formidabile ai trapianti è il riconoscimento da parte del sistema immunitario degli organi trapiantati come estranei. Comprendere i meccanismi e le caratteristiche cliniche del rigetto è importante per determinare una diagnosi, consigliare un trattamento ed è fondamentale per sviluppare nuove strategie e farmaci per gestire i trapianti e limitare il rischio di rigetto.
Per maggiori informazioni, consulta il nostro briefing sull’immunologia dei trapianti.
I vaccini sono agenti che insegnano al corpo a riconoscere e difendersi dalle infezioni da agenti patogeni nocivi, come batteri, virus e parassiti. I vaccini forniscono un’anteprima di un patogeno specifico, che stimola il sistema immunitario del corpo a prepararsi nel caso in cui l’infezione si verifichi. I vaccini contengono un elemento innocuo dell’agente infettivo che stimola il sistema immunitario a montare una risposta, iniziando con la produzione di anticorpi. Le cellule che rispondono al vaccino proliferano sia per produrre anticorpi specifici per l’agente provocante, sia per formare “cellule di memoria”. Quando incontrano l’agente infettivo una seconda volta, queste cellule di memoria sono rapidamente in grado di affrontare la minaccia producendo quantità sufficienti di anticorpi. Gli agenti patogeni all’interno del corpo vengono infine distrutti, impedendo così un’ulteriore infezione. Diverse malattie infettive tra cui vaiolo, morbillo, parotite, rosolia, difterite, tetano, pertosse, tubercolosi e poliomielite non sono più una minaccia in Europa grazie al successo dell’applicazione dei vaccini.
Per maggiori informazioni, consulta il nostro briefing sui vaccini.
Immunologia veterinaria
L’immunologia veterinaria è una branca dell’immunologia dedicata al miglioramento della salute animale. Come gli esseri umani, anche gli animali soffrono di malattie causate da organismi che cercano di invadere il loro corpo, o quando il loro sistema immunitario non funziona correttamente. Gli animali selvatici, domestici e da allevamento sono comunemente esposti a tutta una serie di batteri, virus e parassiti pericolosi, che minacciano il loro benessere. Le infezioni animali possono avere effetti diffusi sui settori lavorativi umani, come l’alimentazione e l’agricoltura. Inoltre, molte infezioni animali possono essere trasmesse naturalmente attraverso la barriera della specie per infettare gli esseri umani e viceversa, un processo definito zoonosi. Per esempio, infezioni ben studiate come l’influenza suina e aviaria, così come la malaria e la malattia di Lyme sono dovute alla trasmissione da animali e insetti all’uomo. È quindi estremamente importante che questi tipi di malattie siano efficacemente controllati. Queste misure non solo prevengono qualsiasi ulteriore trasmissione ad altri animali e all’uomo, ma riducono anche qualsiasi conseguenza sociale ed economica potenzialmente devastante.
Vedi il briefing di BSI sulla malattia di Lyme.