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Recensione di pubblicazione da progetto FFC

25 agosto 2017

Nuovo modello cellulare di FC: le cellule primarie endoteliali

Flaminia Malvezzi

Sono dette cellule primarie quelle che vengono isolate direttamente dal tessuto vivente dell’organismo e coltivate in vitro. Queste cellule sono particolarmente utili in laboratorio, per effettuare studi in vitro sui meccanismi alla base delle malattie e come strumenti per saggiare la risposta individuale ai farmaci, al fine di realizzare una medicina personalizzata. Il bisogno di modelli cellulari provenienti da singoli pazienti è particolarmente stringente per una patologia come la fibrosi cistica (FC), nella quale si combina l’elevata variabilità genetica (le mutazioni del gene CFTR sono oltre 1800) con un numero crescente di nuovi farmaci mutazione-orientati. Le cellule primarie FC sono modelli che si prestano bene per esperimenti di laboratorio a livello di singola mutazione o classi di mutazioni con lo stesso meccanismo d’azione.

Vi sono evidenze scientifiche che suggeriscono come il difetto della FC colpisca non solo la funzione delle cellule epiteliali di polmoni e altri organi, ma anche quella di cellule, come piastrine e leucociti, che partecipano alla risposta infiammatoria. Con i progetti FFC#17/2012, FFC#19/2013 e FFC#23/2014, tutti coordinati da Mario Romano dell’Università di Chieti-Pescara, un gruppo di ricercatori si è posto l’obiettivo di studiare il ruolo delle cellule endoteliali vascolari, quelle che formano la membrana di rivestimento interna dei vasi sanguigni, nell’infiammazione FC. Questo perché le cellule endoteliali partecipano alla risposta infiammatoria, regolando il traffico dei leucociti nei tessuti infiammati. Se questa funzione di filtro non funziona adeguatamente, si verifica, come nella FC, un passaggio incontrollato dei leucociti nei tessuti, con danno dell’organo colpito.

Al fine di ottenere modelli di studio per l’endotelio nella patologia FC, i ricercatori hanno pensato di isolare cellule endoteliali dalle arterie polmonari (PAEC) normali e FC. Infatti, nonostante il loro potenziale ruolo patogenetico in FC, le cellule FC-PAEC non erano mai state isolate prima.
In una recente pubblicazione (1), frutto proprio dei progetti FFC#17/2012 FFC#19/2013 e FFC#23/2014, si mostra una procedura che gli autori ritengono semplice, poco costosa e affidabile per ottenere una popolazione di cellule endoteliali provenienti dalle arterie polmonari di organi espiantati da pazienti FC. Con questo metodo i ricercatori sono riusciti a ottenere cellule endoteliali da arterie polmonari fino al 95% di purezza.

Il lavoro (1), oltre a descrivere la procedura per ottenere queste popolazioni di cellule endoteliali FC, ne discute le criticità che si possono incontrare nel metterla in atto nonché gli accorgimenti per superarle. In particolare viene sottolineato come, inizialmente, sia necessario fare attenzione all’elevata contaminazione batterica dei campioni chirurgici, dovuta all’infezione cronica FC, e la presenza di abbondanti cellule non endoteliali tra quelle raccolte dai frammenti dell’arteria polmonare.

Complessivamente si tratta di una descrizione metodologica che consente la riproducibilità, in altri laboratori, della tecnica utilizzata, con la quale i ricercatori hanno effettivamente ottenuto, per la prima volta, cellule endoteliali provenienti da pazienti FC e non-FC. Queste cellule possono essere ora utilizzate per studi in vitro con lo scopo di capire meglio i meccanismi patogenetici FC, per il drug discovery e per applicazioni di medicina personalizzata.

Lavoro finanziato da FFC#17/2012, FFC#19/2013, FFC#23/2014, coordinati da Mario Romano dell’Università di Chieti-Pescara, con il supporto di Delegazione FFC di Pavia, Donatori Numero Solidale 2013, Gruppo di Sostegno FFC di Isili Cagliari, Delegazione FFC di Genova, Delegazione FFC di Alba Cuneo, Delegazione FFC di Imola e Romagna con Ma.gia Srl, Famiglia Catalano in ricordo di Riccardo, Delegazione FFC di Reggio Calabria, Delegazione FFC di Rovigo Delegazione FFC di Taranto “A Carmen La Gioia”.

Primary cells isolated from patients are particularly useful to study pathogenetic mechanisms and as tools for personalized medicine. The need for primary cells from individual patients is stringent in genetic disorders such as CF, where more than 1800 mutations of the CFTR gene have been reported. Experimental results are challenging the epithelium-centred vision of CF pathogenesis, as CFTR is expressed by a variety of cell types, where it controls a number of relevant functions: among these, vascular endothelial cells, which are dysfunctional in CF. Despite their potential pathogenetic role in CF, CF-PAEC had never been isolated before. Here (1) the authors, led by Mario Romano from University Chieti-Pescara, and supported by FFC#17/2012, FFC#19/2013, FFC#23/2014 grants, report a simple, inexpensive, and reliable procedure to obtain a virtually pure population of EC from pulmonary arteries of CF patients. With this method, they obtained up to 95% pure non-CF and CF-PAEC, providing a valuable tool to define the emerging role of EC in CF lung and vascular disease.  

(1) Plebani R, Tripaldi R, Lanuti P, Recchiuti A, Patruno S, Di Silvestre S, Simeone P, Anile M, Venuta F, Prioletta M, Mucilli F, Del Porto P, Marchisio M, Pandolfi A, Romano M.
Establishment and long-term culture of human cystic fibrosis endothelial cells. Lab Invest. 2017 Jul 31. doi: 10.1038/labinvest.2017.74.