Role of inflammation in the development of lung fibrosis and in the pathogenesis of pulmunary hypertension

RIASSUNTO Background: La bleomicina è un glicopeptite con attività antitumorale e antivirale utilizzata in clinica come chemio-terapico per il trattamento di diversi tumori. Sfortunatamente il 10% dei pazienti trattati sviluppa polmonite interstiziale che progredisce in fibrosi. La fibrogenesi è collegata allo sviluppo di una risposta immunitaria di tipo Th2 accompagnata dal rilascio di chemiochine pro-infiammatorie. La Glicogeno Sintetasi Chinasi 3 (GSK-3, Glycogen Synthase Kinase 3) è un fattore centrale per il controllo della risposta immunitaria poiché modula la produzione di citochine infiammatorie. Visto che il danno polmonare è caratterizzato da una risposta infiammatoria seguita da una degenerazione fibrotica, noi abbiamo ipotizzato che l’inibizione dell’attività di GSK-3, tramite uno specifico inibitore, potrebbe influenzare l’infiammazione del polmone ed il network di citochine pro-infiammatorie indotti dalla bleomicina. Recentemente è anche stato visto che lo sviluppo di patologie sostenute da un’infiammazione di tipo Th2 possono essere mitigate da agenti in grado di indurre una risposta infiammatoria di tipo Th1. In accordo con questi risultati la proteina attivante i neutrofili, prodotta dal batterio Helicobacter pylori (HP-NAP), stimolando una risposta immunitaria di tipo Th1, si è dimostrata capace di modulare la risposta immunitaria di tipo Th2 indotta dall’ ovalbumina in un modello murino di asma, risultando quindi efficace nel prevenire lo sviluppo dell’asma allergica. Scopo dello studio: In questa ricerca abbiamo investigato gli effetti della somministrazione dell’inibitore SB216763, specifico per GSK-3, e della somministrazione della proteina HP-NAP nello sviluppo dell’infiammazione e della fibrosi nel modello murino di fibrosi polmonare indotta da bleomicina. Metodi: Differenti coorti di topi C57BL6 sono state randomizzate per ricevere instillazione di SB216763, HP-NAP, bleomicina, bleomicina più SB216763 o bleomicina più HP-NAP, ed il loro stato di salute è stato monitorato per 28 giorni. I topi sono stati sacrificati ed i lavaggi broncho alveolari (BALs) eseguiti a diversi intervalli di tempo (a 2, 7, 14 e 28 giorni). Quindi sono stati eseguiti l’analisi istopatologia dei polmoni e valutazioni citoflurimetriche del BAL. Infine sono stati esaminati, tramite Real Time PCR, i livelli di espressione genica delle citochine nei monociti di polmone purificati dai BALs tramite sorting. Risultati: La somministrazione dell’inibitore SB216763 e della proteina HP-NAP, quando co-somministrati con la bleomicina, sono stati in grado di prevenire l’instaurarsi dell’infiammazione e il conseguente sviluppo di fibrosi nel polmone. L’analisi dei BALs ha infatti rivelato una significativa riduzione dell’alveolite indotta dalla bleomicina. Il trattamento con l’SB216763 si è associato con una ridotta produzione, da parte di macrofagi, di citochine infiammatorie (TNF-α and CCL12), mentre la somministrazione di HP-NAP ha down-modulato la risposta infiammatoria di tipo Th2 indotta dalla bleomicina, stimolando il tipo Th1(diminuendo il livello di espressione delle chemiochina IL-4 ed aumentando invece quello di IFN-γ). .Conclusioni: I risultati ottenuti in questo progetto di ricerca suggeriscono che l’inibizione di GSK-3 ha un effetto protettivo nella fibrosi polmonare indotta dalla bleomicina e candidano GSK-3 come potenziale target terapeutico per prevenire la fibrosi polmonare; inoltre suggeriscono che la proteina HP-NAP, prevenendo lo sviluppo della fibrosi polmonare tramite l’induzione di una risposta di tipo Th1, potrebbe essere una nuova strategia terapeutica per ridirezionare la risposta infiammatoria dal fenotipo Th2 verso quello meno aggressivo Th1.