Indagine sui meccanismi molecolari alla base dell'efficacia terapeutica delle immunoglobuline G umane. Studi su HUVECs (Human Umbilical Vein Endothelial Cells) e su PBMCs (Peripheral Blood Mononuclear cells)

Le immunoglobuline G (IgG) umane sono sempre più frequentemente usate nella terapia di un’ampia varietà di malattie di natura immunitaria. Nonostante il loro largo impiego, non si conosce ancora il preciso meccanismo molecolare alla base degli effetti benefici riscontrati in queste patologie e le numerose ipotesi formulate riguardano prevalentemente gli effetti esplicati sulle cellule dell’immunità e i loro prodotti di secrezione o su recettori specifici delle IgG. Dal momento che le IgG terapeutiche vengono somministrate per via endovenosa, in questo lavoro si è voluto verificare l’ipotesi che le IgG potessero esplicare degli effetti sulle cellule endoteliali vascolari con le quali sono costantemente a contatto. Allo scopo, sono state utilizzate cellule endoteliali di cordone ombelicale umano (HUVECs) che mantengono le caratteristiche delle cellule dell’immunità nativa, su cui sono stati testati gli effetti di concentrazioni scalari di IgG (0.1, 0.5 e 1.0 mg/ml) purificate da plasma umano di soggetti sani, valutando le modificazioni morfologiche e misurando l’espressione di Heat Shock Proteins (HSPs) e della metallo proteasi-9 (MMP-9) a tempi e con modalità di incubazione diversi. I risultati hanno dimostrato che le IgG provocano delle significative modificazioni nel fenotipo cellulare compatibili con una trasformazione simil-angiogenetica dipendente dalla concentrazione delle IgG e dal tempo di incubazione, l’effetto massimo essendo visibile dopo 20 h già con 0.5 mg/ml di IgG. Alla base di questo effetto è stata riconosciuta un’intensa stimolazione dell’espressione di nuove forme di HSP90, HSP70 e di MMP-9 a sua volta dipendente dall’attivazione della via metabolica cellulare PI3K/Akt, mentre non risultava coinvolta la via MEK-ERK1/2. La misurazione dell’espressione e dell’attività delle proteine nei terreni di coltura identificava come responsabile della trasformazione morfologica delle HUVECs una forma proteoliticamente inattiva della MMP-9 in complesso con HSP90 e HSP70 , a condizione comunque che lo stimolo delle IgG fosse prolungato nel tempo. La misurazione dell’espressione delle IgG nei lisati cellulari e nei terreni mediante tecniche di Western blotting ed ELISA, assieme all’analisi dell’espressione genica delle IgG dopo trattamento condotto con modalità diverse di incubazione con IgG, evidenziava la capacità delle IgG di stimolare la loro stessa espressione e secrezione. La sintesi “ex-novo” di IgG comunque era un processo che innescato dal contatto relativamente breve con le IgG si manteneva nel tempo anche dopo l’allontanamento dello stimolo. Nel fenomeno era coinvolto attivamente anche il recettore FcRn la cui espressione era indotta solo nelle cellule trattate con IgG e risultava anche secreto assieme alle IgG a riprova del suo coinvolgimento non solo nel processo di assorbimento ma anche di secrezione delle IgG indotte ex-novo. Gli esperimenti di immunofluorescenza indirettamente confermavano come gli effetti sulle HUVECs fossero dipendenti dalla internalizzazione, recettore-mediata delle IgG evidenziate in numerose vescicole endocitiche a localizzazione citoplasmatica. Esperimenti analoghi condotti in parallelo su cellule mononucleate del sangue periferico di tre soggetti sani, dimostravano la capacità delle IgG di indurre modificazioni morfologiche a carico dei linfociti associate alla stimolazione della produzione ed escrezione di nuove IgG, effetti dipendenti nella loro entità dalle caratteristiche basali del sistema immunitario dei singoli soggetti. I risultati ottenuti hanno rivelato che le IgG sono in grado di indurre la sintesi e secrezione di nuove IgG da cellule fisiologicamente non deputate a tale funzione come le cellule endoteliali. Questo nuovo effetto delle IgG, mai descritto in precedenza, può essere utile da un punto di vista terapeutico in quanto, in aggiunta alla stimolazione indotta sulle cellule dell’immunità , può potenziare e prolungare nel tempo la risposta immunitaria legata alla somministrazione endovenosa delle IgG. Il meccanismo di sintesi “ex-novo” delle IgG nelle cellule endoteliali appare indipendente da quello responsabile dell’effetto di trasformazione morfologica che è invece un evento che richiede l’applicazione di uno stimolo più intenso e prolungato da parte delle IgG.