Cellule soppressorie di derivazione mieloide: espansione nei pazienti con tumore, induzione in vitro con fattori di crescita ed analisi dei meccanismi molecolari coinvolti nell'immunosoppressione

Le cellule soppressorie di derivazione mieloide (MDSC) costituiscono una popolazione molto eterogenea che viene espansa in alcune condizioni patologiche, come le neoplasie, le infiammazioni e le infezioni ed ha la capacità di inibire potentemente l'immunità antitumorale mediata dai linfociti T. Le MDSC si accumulano nel sangue, nei linfonodi, nel midollo osseo e nel microambiente tumorale, in pazienti ed in modelli animali portatori di tumore e inibiscono sia la risposta immunitaria innata, che quella adattativa. L'espansione, la mobilizzazione e l'attivazione delle MDSC è indotta da fattori di crescita rilasciati della cellule tumorali e da un'estesa alterazione della mielopoiesi. In pazienti portatori di tumore la caratterizzazione fenotipica e funzionale delle MDSC non è ancora completamente definita, ma esistono evidenze sia sulla natura granulocitaria che su quella monocitaria di tale popolazione. In questo lavoro di tesi abbiamo valutato il fenotipo e l'attività soppressoria di popolazioni leucocitarie isolate dal sangue periferico di pazienti affetti da tumore del colon e melanoma. I nostri risultati indicano che cellule con caratteristiche delle MDSC possono essere trovate sia nella frazione monocitaria che in quella granulocitaria e che un marcatore utile per la loro identificazione è la catena alpha del recettore dell'interleuchina 4 (IL4Ra). Nella seconda parte di questo lavoro abbiamo definito i fattori di crescita necessari per l'induzione in vitro di MDSC da progenitori mieloidi midollari, ed abbiamo usato tali cellule per caratterizzare la biologia ed il fenotipo delle MDSC. Abbiamo dimostrato che le combinazioni di alcune citochine, come G-CSF, GM-CSF e IL-6 inducono l'espansione di popolazioni mieloidi immature midollari (BM-MDSC) che esprimono IL4Ra e dotate di caratteristiche fenotipiche e funzionali simili a quelle delle MDSC espanse nei pazienti. I saggi funzionali hanno mostrato che solo le cellule trattate con le citochine sono in grado di inibire la proliferazione linfocitaria, mentre le cellule isolate ex-vivo o le colture mantenute in vitro senza l'aggiunta dei fattori di crescita, non interferiscono in modo significativo con la proliferazione linfocitaria. Le MDSC derivate da midollo (BM-MDSC) sopprimono sia la proliferazione dei linfociti attivati da alloantigeni, che la proliferazione di linfociti attivati da mitogeni. Abbiamo quindi analizzato i meccanismi di soppressione delle BM-MDSC ed abbiamo dimostrato che tali cellule sono in grado di sopprimere la proliferazione linfocitaria inducendo una diminuzione dell'espressione della catena z del CD3 e che la soppressione mediata dalle BM-MDSC richiede il contatto cellula-cellula. L'attività immunoregolatrice delle BM-MDSC dipende dal fattore di trascrizione C/EBPb, un componente chiave della granulopoiesi di emergenza, dal momento che la diminuzione della proteina induce una marcata inibizione dell'attività soppressoria delle BM-MDSC. Infine abbiamo separato alcune sottopopolazioni mieloidi presenti nelle BM-MDSC, poichè queste sono rappresentate da una popolazione mieloide eterogenea, ed abbiamo dimostrato che la frazione cellulare Lineage- è responsabile della maggiore attività immunosoppressoria inducendo una diminuzione della proliferazione linfocitaria e dell'espressione del CD3z di superficie.