Gli Antiossidanti Come Potenziale Trattamento Per L’alterato Metabolismo E La Disregolata Angiogenesi Della Nicchia Stromale Di Pazienti Affetti Da Sindrome Di Shwachman-Diamond

La sindrome di Shwachman-Diamond (SDS) è una malattia rara caratterizzata da insufficienza midollare. Abbiamo raccolto biopsie osteomidollari di pazienti SDS (n=7), dimostrando la presenza di un aumentato numero di vasi rispetto ai campioni sani (HD,p=0.014). Coerentemente, plasmi midollari SDS (n=19) mostrano l’alterata espressione di molecole angiogeniche, come VEGF-C (p=0.0008), endotelina (p=0.008) e IL8 (p=0.001). Le cellule mesenchimali (MSC) regolano l’angiogenesi e l’omeostasi midollare. Abbiamo quindi analizzato il potenziale angiogenico in vitro delle MSC-SDS, dimostrando una ridotta capacità di creare di strutture simil-capillari su Matrigel. Per indagare i meccanismi responsabili, abbiamo studiato il profilo d’espressione genica delle MSC-SDS (n=7). L’analisi ha evidenziato un arricchimento di geni down-regolati coinvolti in pathway metabolici. Abbiamo quindi indagato la fosforilazione ossidativa, in particolare le vie dei complessi I-III-IV e II-III-IV. La sintesi di ATP e il consumo di ossigeno mitocondriale nelle MSC-SDS rispetto alle MSC-HD sono ridotti del 60% (n=6) e associati nello specifico ad una ridotta attività del complesso-IV (p=0.002,n=6). L’ATP/AMP intracellulare è significativamente inferiore negli SDS rispetto agli HD (p=0.002,n=6) e correla con un profilo metabolico fermentativo. Inoltre, le MSC-SDS hanno ROS superiori del 27% e marker di danno ossidativo estremamente aumentati rispetto ai controlli (n≥5). In aggiunta, le SDS-MSC mostrano un accumulo di ferro intracellulare, con uno sbilanciamento a favore della forma Fe3+ rispetto alla Fe2+. Abbiamo quindi stimolato le MSC per 48h con gli antiossidanti N-Acetilcisteina (1mM) e dimetilsolfossido (0.05%v/v). I trattamenti aumentano l’efficienza mitocondriale delle MSC-SDS e correggono il loro stato energetico. Inoltre, riducono il danno ossidativo e l’accumulo di ferro. Sorprendentemente, gli antiossidanti permettono anche di recuperare in vitro la capacità angiogenica delle MSC-SDS. In conclusione, abbiamo evidenziato una significativa disregolazione dell’angiogenesi nel midollo dei pazienti SDS. L'uso di antiossidanti ha ripristinato l’alterato metabolismo e il ridotto potenziale angiogenico osservato delle SDS-MSC, aprendo la strada a nuove strategie terapeutiche.