Μεταδιαφοροποιητικές και ανοσορρυθμιστικές ιδιότητες των μεσεγχυματικών κυττάρων του μυελού των οστών στην πειραματική αρθρίτιδα
Authors: Παπαδοπούλου Αναστασία 
Published: August 2021

Οι πρόσφατα αναγνωρισμένες ιδιότητες των μεσεγχυματικών στρωματικών κυττάρων (MSCs) να μπορούν να διαφοροποιούνται προς ένα ευρύ φάσμα κυττάρων και να δρουν ανοσορρυθμιστικά έχουν εγείρει έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον για την πιθανή χρήση τους σε ποικίλες κλινικές οντότητες. Αν και αρκετές κλινικές έρευνες έχουν καταδείξει αποτελεσματικό έλεγχο της νόσου του μοσχεύματος κατά ξενιστή (GvHD) με χορήγηση MSCs, η δράση τους σε καταστάσεις αυτοανοσίας δεν έχει ιδιαίτερα διερευνηθεί. Έχει αναφερθεί ότι τα MSCs μπορούν να βελτιώσουν την αυτοάνοση εγκεφαλομυελίτιδα, τον ερυθηματώδη λύκο, το σακχαρώδη διαβήτη και την αυτοάνοση εντεροπάθεια σε ζωικά μοντέλα. Ωστόσο, ο ρόλος τους στη ρευματοειδή αρθρίτιδα (ΡΑ) παραμένει αντικρουόμενος. Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η διερεύνηση της επίδρασης των MSCs μυελού των οστών σε πειραματικό μοντέλο αρθρίτιδας επίμυων (ΠΑ) και αυθόρμητο μοντέλο αρθρίτιδας ποντικών (ΑΥ-Α). Και τα δύο αυτά ζωικά μοντέλα προσομοιάζουν στη ΡΑ του ανθρώπου. Διαπιστώθηκε αναντιστοιχία μεταξύ της in vitro και της in vivo ανασταλτικής δράσης των MSCs στην ΠΑ. In vitro, τα MSCs ανέστειλαν ιδιαίτερης σημασίας κυτταρικούς υποπληθυσμούς στη ΡΑ. Συγκεκριμένα, ανέστειλαν τον πολλαπλασιασμό των αρθριτικών σπληνοκυττάρων (SPLCs) και τη διεισδυτική και πολλαπλασιαστική ικανότητα των αρθριτικών συνοβιοκυττάρων (FLS). Σε αντίθεση, in vivo, τα MSCs δεν απέφεραν κανένα αποτέλεσμα στην ΠΑ παρά μόνο όταν χορηγήθηκαν πριν από την εμφάνιση της αρθρίτιδας, δράση η οποία δε μπορεί να μεταφραστεί κλινικά. Η αναποτελεσματικότητά τους αυτή δε φάνηκε να σχετίζεται με την παρουσία αγωνιστών των Toll-like receptors (TLRs) στα συστατικά του ανοσοενισχυτικού που χρησιμοποιείται για την επαγωγή της ΠΑ, οι οποίοι πιθανόν να εκτρέπουν τα MSCs προς ένα προ-φλεγμονώδη φαινότυπο, καθώς η χορήγηση MSCs δε βελτίωσε ούτε την ΑΥ-Α. Η αναντιστοιχία αυτή μεταξύ της in vitro και in vivo δράσης των MSCs ενοχοποιεί ισχυρά το έντονα φλεγμονώδες περιβάλλον της αρθρίτιδας ως παράγοντα αναστολής των ανοσοκατασταλτικών ιδιοτήτων των MSCs. Απώτερος στόχος της διατριβής, ήταν η διερεύνηση στρατηγικών που μπορούν να παρακάμψουν ή να καταστείλουν το έντονα φλεγμονώδες μικροπεριβάλλον στη ΡΑ, ώστε να αρθούν οι περιορισμοί που μπλοκάρουν την αποτελεσματικότητα των MSCs. Στο πλαίσιο διερεύνησης τέτοιων στρατηγικών άρσης των μηχανισμών που μπορεί να καταστέλλουν in vivo τη δράση των MSCs, διαπιστώθηκε ότι η ενεργοποίηση των MSCs με κυτοκίνες (IFN-γ ή συνδυασμό IFN-γ και TNF-α), δε βελτίωσε την απόδοσή τους. Ακόλουθα, διερευνήθηκε εάν ο αναστολέας του πρωτεασώματος Bortezomib (Bzb), που έχει εγκριθεί για κλινική χρήση στο πολλαπλό μυέλωμα, θα μπορούσε να αποτελέσει θεραπευτική επιλογή για τη ΡΑ. Το Bzb προκαλεί αναστολή της δράσης του NF-κB και κατά συνέπεια αναστολή της μεταγραφής σημαντικών διαμεσολαβητών της φλεγμονής (TNF-α, IL-6, V-CAM-1) που εμπλέκονται σε φλεγμονώδεις και άνοσες καταστάσεις, όπως η ΡΑ. Διαπιστώθηκε ότι το Bzb μπορεί να επιδράσει πλειοτροπικά στην ΠΑ. In vitro, προκάλεσε σημαντική αναστολή του πολλαπλασιασμού καθώς και προ-αποπτωτική δράση σε SPLCs και FLS αρθριτικών ζώων. Επιπρόσθετα, το Bzb μείωσε τη διεισδυτική ικανότητα των αρθριτικών FLS και τροποποίησε το προφίλ των εκκρινόμενων κυτοκινών των SPLCs. In vivo, το Bzb βελτίωσε θεαματικά την αρθρίτιδα ακόμη και επί εγκατεστημένης νόσου. Η κλινική βελτίωση επιβεβαιώθηκε ιστολογικά και σχετίστηκε με μειωμένη διήθηση Β- λεμφοκυττάρων, Τ-λεμφοκυττάρων και μακροφάγων, μείωση της αγγειογένεσης και ελαττωμένη έκφραση της κυκλοοξυγενάσης-1 στις αρθρώσεις των Bzb- ζώων. Το Bzb βελτίωσε απεικονιστικά την οστική νόσο, επανέφερε σε φυσιολογικά επίπεδα την αυξημένη έκφραση των TLR-2, TLR-3 και TLR-4 στο αίμα και στα FLS των Bzb- ζώων. Παρά την εντυπωσιακή δράση του Bzb στην ΠΑ, το στενό θεραπευτικό παράθυρο ως προς τη δόση που είναι ασφαλής αλλά και αποτελεσματική, η ανάγκη για χρόνια χορήγηση για διατήρηση του θεραπευτικού αποτελέσματος, καθώς και κάποιες ανεπιθύμητες δράσεις του (περιφερική νευροπάθεια, θρομβοπενία) γνωστές από τη χρήση του στο πολλαπλό μυέλωμα, μπορεί να αποτελέσουν περιορισμούς για την κλινική χρήση του στη ΡΑ. Ωστόσο, μία μικρής διάρκειας προ-θεραπεία με Bzb θα μπορούσε να μεταβάλλει προσωρινά το φλεγμονώδες μικροπεριβάλλον της ΡΑ ώστε να επιτρέψει στα χορηγούμενα MSCs να ασκήσουν τις ανοσοκατασταλτικές τους ιδιότητες. Πράγματι, δείξαμε ότι τα ζώα που έλαβαν προ-θεραπεία με Bzb και στη συνέχεια έλαβαν MSCs, εμφάνισαν σημαντική κλινική και ιστολογική βελτίωση σε σχέση με την ομάδα ελέγχου, ομάδα μόνο-Bzb και ομάδα μόνο-MSCs. Η θεραπευτική δράση του συνδυασμού Bzb+MSCs σχετίστηκε με αύξηση των T-ρυθμιστικών κυττάρων (Tregs) στο αίμα, αποκατάσταση στο φυσιολογικό του πολλαπλασιασμού και της απόπτωσης των SPLCs, των επιπέδων των κυτοκινών σε καλλιέργειες SPLCs, καθώς και των επιπέδων έκφρασης των TLRs στο αίμα. Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα της παρούσας διδακτορικής διατριβής προτείνουν ότι τα MSCs μπορούν να είναι δραστικά στη ΡΑ μόνο κάτω από συνθήκες που διαμορφώνουν ένα επιτρεπτικό μικροπεριβάλλον. Στο πλαίσιο αυτό, η μικρής διάρκειας προ-θεραπεία με Bzb, τροποποιεί το φλεγμονώδες μικροπεριβάλλον της αρθρίτιδας επιτρέποντας στα MSCs να ασκήσουν τις ανοσορρυθμιστικές τους ιδιότητες και να βελτιώσουν σημαντικά τη νόσο. Πιστεύουμε ότι το Bzb ή ο συνδυασμός Bzb+MSCs μπορεί να αποτελέσουν στο μέλλον σημαντικές θεραπευτικές επιλογές για τη ΡΑ και αξίζει να δοκιμαστούν κλινικά.