Detection of Squamos Cell Carcinoma Antigen (SCCA) in early and end stage Idiopathic Pulmonary Fibrosis (IPF): molecular substrates and clinico-pathological correlations

INTRODUZIONE La fibrosi polmonare idiopatica (FPI), caratterizzata morfologicamente dal correlato patologico di polmonite interstiziale usuale (UIP), rappresenta una malattia ad eziologia sconosciuta, ad andamento progressivo e prognosi infausta. Gli elementi anatomo-patologici cardine sono il danno/attivazione epiteliale, la formazione di foci fibroblastici/miofibroblastici ed il rimodellamento della matrice extracellulare. La teoria patogenetica più accreditata attribuisce un ruolo determinante alla disfunzione epiteliale alveolare. Il danno epiteliale ed i successivi meccanismi deregolati di riparo portano al rilascio di citochine pro-fibrogenetiche (come il TGF-b1) con conseguente attivazione e proliferazione di cellule mesenchimali. Di conseguenza, l’instabilità epiteliale sembra un elemento cruciale nello sviluppo e progressione della malattia, inclusa la trasformazione neoplastica. Pochi markers molecolari sono stati studiati e descritti fino ad ora nella FPI, per meglio chiarire i meccanismi patogenetici della malattia. Lo squamous cell carcinoma antigen (SCCA) è un inibitore delle serin proteasi (serpine) fisiologicamente presente nell’epitelio squamoso normale e specificamente espresso dalle cellule displastiche e neoplastiche epiteliali di varia origine, più spesso nei tumori a cellule squamose. Non sono ancora disponibili informazioni specifiche sulla sua espressione nella FPI. MATERIALI E METODI In questo studio abbiamo analizzato l’espressione di SCCA e TGF-b1 in tessuto polmonare ottenuto da biopsie chirurgiche di 22 pazienti affetti da FPI in stadio clinico iniziale (Gruppo A), in polmoni nativi di 48 pazienti con malattia end-stage e sottoposti a trapianto di polmone (Gruppo B) e in 20 polmoni controllo (Gruppo C, 10 polmoni normali ottenuti da donatori cadaveri, 10 polmoni di pazienti affetti da altre malattie interstiziali). Abbiamo inoltre condotto uno studio in vitro utilizzando pneumociti della linea A549, per investigare il rapporto tra la produzione di SCCA e l’espressione di TGF-b1. L’espressione di SCCA e TGF-b1 nelle cellule epiteliali è stata valutata con tecniche di immunoistochimica e reazione a catena della polimerasi-trascrizione inversa (RT-PCR). La produzione di TGF-b1 nei pneumoniti A549 incubati a diverse concentrazioni di SCCA è stata verificata con real time PCR. La valutazione quantitativa immunoistochimica di SCCA e TGF-b1 è stata eseguita in ciascun campione contando almeno 500 cellule cuboidali. Una valutazione quantitativa dei differenti parametri patologici (fibrosi, foci fibroblastici e honeycombing) è stata eseguita ugualmente in ciascun campione. I dati clinici, inclusi la funzione respiratoria e i parametri cardiovascolari sono stati correlati ai dati patologici. Nel Gruppo A i test di funzionalità polmonare sono stati ripetuti a 8-12 mesi dalla biopsia. RISULTATI L’espressione di SCCA nelle cellule epiteliali alveolari era presente nei pazienti con FPI, mentre era assente nei controlli. Nel Gruppo A l’SCCA era correlato positivamente con l’estensione dei foci fibroblastici (r=0.49, p=0.02), l’espressione di TGF-b1 (r=0.78, p<0.0001) e con il declino della DLCO al follow up (r=0.59, p=0.01). L’esperimento in vitro ha dimostrato che l’incubazione di pneumociti con SCCA induceva l’espressione di TGF-b1, con un picco a 24 ore. Nel Gruppo B i valori di SCCA e TGF-b1 erano elevati e correlati positivamente (r=0.45, p<0.001), mentre vi era una correlazione inversa tra SCCA e DLCO (r=-0.43, p=0.005) e TGF-b1 e DLCO (r=-0.42, p=0.04). Tra le cellule epiteliali alveolari metaplastiche, abbiamo riscontrato una diversa espressione di SCCA tra le cellule cuboidali, bronchializzate e squamose, con una crescente espressione per le squamose che inoltre presentavano un maggior grado di displasia. CONCLUSIONI La over-espressione di SCCA e TGF-b1 nell’epitelio alveolare corrobora l’ipotesi che una alterata rigenerazione epiteliale alveolare e una secrezione anormale di citochine sono elementi importanti nella patogenesi del rimodellamento e della fibrosi della FPI. L’SCCA potrebbe avere un duplice ruolo influenzando la proliferazione epiteliale (azione autocrina) e promuovendo la fibrosi/proliferazione dei fibroblasti attraverso lo stimolo alla maggior secrezione di TGF-b1. L’SCCA potrebbe essere considerato un marker potenziale di attività della malattia essendo strettamente correlato con la perdita di funzione polmonare.