Analisi di citochine e chemochine nella sindrome di Shwachman-Diamond

La sindrome di Shwachman-Diamond (SDS) ਠuna rara malattia genetica con prevalenza mondiale di circa 1/350.000. àˆ principalmente causata da mutazioni nel gene SBDS, dove quella di nonsenso 183-184TA>CT rappresenta l'alterazione pi๠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 ਠconcentrato sull'analisi dell'espressione delle citochine infiammatorie e sul loro possibile coinvolgimento nelle caratteristiche cliniche e molecolari della SDS. àˆ stato recentemente dimostrato che nei pazienti SDS le vie di segnalazione di STAT3 e di mTOR sono iper-attivate. STAT3 ਠun regolatore chiave di numerosi processi cellulari tra cui sopravvivenza, differenziamento e trasformazione maligna ed ਠstato associato all'induzione di diversi tipi di leucemia e linfoma. La sua attivazione ਠnota per essere regolata da mTOR, che a sua volta svolge un ruolo importante nella crescita cellulare e nella cancerogenesi. Ciಠsuggerisce che il sistema mTOR-STAT3 potrebbe svolgere un ruolo chiave nella progressione SMD/LMA osservata nella SDS. L'interleuchina (IL)-6 ਠuna 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 puಠa 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 ਠstato 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 ਠstato 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. àˆ stato recentemente riportato che in pazienti SDS con mutazione nonsenso 183-184TA>CT il trattamento con Ataluren ਠin 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, pi๠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.