L’evoluzione dell’immunità secondaria, a partire dalle lamprede

Svelate le basi genetiche del riconoscimento antigene-anticorpo, coinvolto nell’immunità secondaria delle lamprede. Un caso di evoluzione convergente che può essere utile per capire meglio i meccanismi immunitari anche nella nostra specie


Le lamprede erano già note per l’efficienza del loro sistema immunitario (Pikaia ne ha parlato qui). Oggi, grazie al lavoro dei ricercatori del Max Plank Istitut di Friburgo, Germania, sono state scoperte le basi genetiche dell’immunità secondaria in questi animale. I risultati sono stati pubblicati su Science Immunology.

Nonostante ci separino quasi 500 milioni di anni di evoluzione, il sistema immunitario delle lamprede presenta delle notevoli somiglianze col nostro sistema immunitario. Per meglio dire, le lamprede appartengono al gruppo dei pesci senza mandibola o agnati, un raggruppamento che si è separato dalla linea evolutiva di tutti gli altri vertebrati (i vertebrati gnatostomi, quelli dotati di mandibole) oltre 500 milioni di anni fa. Nonostante l’enorme lasso di tempo, i sistemi immunitari dei vertebrati agnati e gnatostomi presenta simili adattamenti per l’immunità adattativa (o secondaria), quella che si attiva in caso di seconda infezione di un patogeno. In entrambi i sistemi si ritrovano linfociti B e T, ma non è chiaro se la loro presenza in entrambi i lignaggi sia il risultato di un’evoluzione convergente o se derivi da un antenato comune.

Per meglio comprendere il comportamento dell’immunità secondaria nelle lamprede, i ricercatori hanno fatto uso della famosa tecnica di editing genetico CRISPR/Cas9. Come con una forbice, hanno selezionato e eliminato il gene 2 della citidina deaminasi (CDA2), da tempo sospettato di essere richiesto per l’assemblaggio delle proteine dei recettori dei linfociti dell’immunità secondaria. Come ipotizzato, nelle lamprede a cui è stato rescisso il gene si è anche bloccata la produzione di anticorpi.

Il gene CDA2 è associato a un altro gene noto come AID (Activation-induced cytidine deaminase) AID nei vertebrati con mascelle, tra cui ovviamente anche l’uomo, che è noto per essere il principale regolatore della diversificazione degli anticorpi secondari. La scoperta ha quindi svelato un meccanismo di evoluzione convergente tra noi e questi animali: è come se la natura avesse attinto da un’unica cassetta degli attrezzi per scegliere le molecole coinvolte nell’immunità secondaria.

Gli autori propongono di incentivare l’utilizzo di CRISPR/Cas9 per approfondire la comprensione delle funzioni di altri geni coinvolti nella risposta immunitaria in questi animali. Una conoscenza che in grado di identificare i tratti immunitari più conservati nel corso dell’evoluzione, e quindi essenziali anche per l’immunità nella nostra specie.


Riferimenti:
Morimoto R. et al. 2020. Cytidine deaminase 2 is required for VLRB antibody gene assembly in lampreys. Science Immunology. (5) 45, eaba0925

Immagine: Drow_male / CC BY-SA, via Wikimedia Commons