Riassunto analitico
La sindrome di Shwachman-Diamond (SDS) è una rara malattia genetica con prevalenza mondiale di circa 1/350.000. È principalmente causata da mutazioni nel gene SBDS, dove quella di nonsenso 183-184TA>CT rappresenta l'alterazione più comune.
La SDS provoca ribosomopatia multiorgano, causando disturbi ematologici, malformazioni ossee, insufficienza pancreatica e disturbi cognitivi. L'insufficienza del midollo osseo e la sindrome mielodisplastica (SMD), che portano ad un aumentato rischio di sviluppo di leucemia mieloide acuta (LMA), sono le principali cause di mortalità e possono essere trattate solo con trapianto di midollo osseo. Attualmente non esiste una terapia specifica per i pazienti SDS.
Il nostro lavoro si è concentrato sull'analisi dell'espressione delle citochine infiammatorie e sul loro possibile coinvolgimento nelle caratteristiche cliniche e molecolari della SDS.
È stato recentemente dimostrato che nei pazienti SDS le vie di segnalazione di STAT3 e di mTOR sono iper-attivate. STAT3 è un regolatore chiave di numerosi processi cellulari tra cui sopravvivenza, differenziamento e trasformazione maligna ed è stato associato all’induzione di diversi tipi di leucemia e linfoma. La sua attivazione è nota per essere regolata da mTOR, che a sua volta svolge un ruolo importante nella crescita cellulare e nella cancerogenesi. Ciò suggerisce che il sistema mTOR-STAT3 potrebbe svolgere un ruolo chiave nella progressione SMD/LMA osservata nella SDS.
L'interleuchina (IL)-6 è una citochina in grado di attivare non solo la via di STAT3, ma anche quella di mTOR nelle cellule staminali ematopoietiche, causando leucemia. Inoltre, l'iperattivazione di mTOR-STAT3 può a sua volta indurre l'espressione di citochine infiammatorie, inclusa l'IL6 stessa, generando un loop che attiva ulteriormente la via di STAT3.
Pertanto, il primo scopo del nostro lavoro è stato valutare l'espressione delle citochine in soggetti sani e pazienti SDS. Abbiamo quindi utilizzato la tecnologia Bio-Plex (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA) per analizzare i livelli di espressione di 27 differenti citochine, dimostrando che le concentrazioni plasmatiche di IL6, IL8, IL10 e IL13 risultano aumentate nei pazienti SDS rispetto ai soggetti sani. I livelli delle stesse citochine sono stati trovati up-regolati anche nei surnatanti di linee cellulari linfoblastoidi (LCL) ottenute da pazienti SDS. Questi risultati sono stati confermati dall’analisi dei rispettivi livelli di mRNA mediante PCR quantitativa Real Time (RT-qPCR), lasciando ipotizzare che il disturbo ematologico e le relative SMD/LMA potrebbero essere sostenuti da un ciclo di attivazione IL6-mTOR-STAT3-IL6, che coinvolge anche altre citochine infiammatorie.
Il secondo scopo di questo lavoro è stato valutare l'effetto sull'espressione delle citochine del trattamento con Ataluren, un soppressore nonsenso biodisponibile per via orale, approvato dall'Agenzia europea per i medicinali (EMA) per il trattamento di mutazioni nonsenso della distrofia muscolare di Duchenne. È stato recentemente riportato che in pazienti SDS con mutazione nonsenso 183-184TA>CT il trattamento con Ataluren è in grado di ripristinare l'espressione della proteina SBDS in cellule staminali del midollo osseo, oltre a migliorarne le caratteristiche cliniche e molecolari. Abbiamo quindi usato la tecnologia Bio-plex per studiare l'effetto di Ataluren sulla secrezione di diverse citochine in LCL ottenute da pazienti SDS, dimostrando che i livelli di IL6 e IL8, più elevati nei pazienti SDS rispetto ai donatori sani, sono significativamente ridotti dopo il trattamento, risultato confermato anche dall'analisi dei relativi mRNA con RT-qPCR.
Questi dati suggeriscono che Ataluren potrebbe ridurre la produzione di citochine che sostengono l'iper-attivazione di mTOR-STAT3 associata a SMD/LMA in SDS, proponendolo come potenziale agente terapeutico.
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