Lipopolisaccaridi batterici e immunità innata

I lipopolisaccaridi batterici (LPS) sono i principali componenti della membrana esterna presenti in quasi tutti i batteri Gram-negativi e agiscono come stimolatori estremamente forti dell’immunità innata o naturale in diverse specie eucariotiche che vanno dagli insetti agli esseri umani. Gli LPS sono costituiti da una regione di polisaccaridi o oligosaccaridi ancorati nella membrana batterica esterna da una specifica parte lipidica carboidrata denominata lipide A. Il componente lipide A è il centro immunostimolante primario degli LPS. Per quanto riguarda l’immunoattivazione nei sistemi di mammiferi, il gruppo classico di forme fortemente agonistiche (altamente endotossiche) di LPS ha dimostrato di essere composto da un insieme piuttosto simile di tipi di lipidi A. Inoltre, sono state identificate diverse strutture di lipidi A naturali o derivati che mostrano un’immunostimolazione relativamente bassa o addirittura nulla per una data specie di mammiferi. Alcuni membri di quest’ultimo gruppo più eterogeneo sono in grado di antagonizzare gli effetti di forme fortemente stimolanti di LPS/lipide A. Le forme agonistiche di LPS o lipide A innescano numerosi effetti immunostimolatori fisiologici nei mammiferi, ma – in dosi più elevate – possono anche portare a reazioni patologiche come l’induzione dello shock settico. Le cellule del lignaggio mieloide hanno dimostrato di essere i principali sensori cellulari per l’LPS nel sistema immunitario dei mammiferi. Durante l’ultimo decennio, sono stati ottenuti enormi progressi nell’elucidazione del sistema centrale di riconoscimento e segnalazione dell’LPS/lipide A nei fagociti dei mammiferi. Secondo il modello attuale, il riconoscimento cellulare specifico di LPS/lipide A agonistico è inizializzato dalle azioni extracellulari combinate della proteina legante LPS (LBP), dalle forme legate alla membrana o solubili di CD14 e dal complesso recentemente identificato del Toll-like receptor 4 (TLR4)*MD-2, portando alla rapida attivazione di una rete di segnalazione intracellulare che è altamente omologa ai sistemi di segnalazione di IL-1 e IL-18. L’elucidazione delle correlazioni struttura-attività nel LPS e nel lipide A non solo ha contribuito alla comprensione molecolare dei processi immunostimolatori e tossici settici, ma ha anche rianimato lo sviluppo di nuove strategie farmacologiche e immunostimolatorie per la prevenzione e la terapia delle malattie infettive e maligne.