Capacità immunomodulatrice delle cellule staminali mesenchimali di cavallo da midollo osseo: risultati preliminari su cellule mononucleate

Abstract

Negli ultimi anni è emerso l’uso delle MSCs (multipotent mesenchymal stromal cells) nella medicina rigenerativa soprattutto per la terapia dei tendini e dei legamenti nel cavallo. La terapia con MSCS allogeniche potrebbe essere un utile strumento quando non è possibile isolare e amplificare le cellule del paziente. L’attività immunomodulatrice delle MSCS è stata studiata in diverse specie animali e nell’uomo ma nessun dato è stato riportato nel cavallo. In questo lavoro abbiamo riportato la caratterizzazione delle MSCS derivate dal midollo osseo e dalla membrana sinoviale. I nostri dati indicano che vi sono alcune differenze nelle MSCS derivate da diversi tessuti, oltre che a differenze dipendenti dai donatori e dagli esperimenti. Inoltre abbiamo riportato che le MSCS derivanti dal midollo osseo sono in grado di inibire la proliferazione di cellule mononucleate da sangue periferico (MNCs) stimolate con fitoemoagglutinina (PHA) in cocoltura. L’inibizione della proliferazione dei MNCs è accompagnata da una riduzione delle citochine pro-infiammatorie e da un aumento della secrezione di citochine anti-infiammatorie. Diversi fattori sono coinvolti in questo meccanismo di inibizione, inclusi INF-γ, transforming growth factor-b1 (TGF-β), PGE2 (prostaglandin E2), IL-10 e indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO). In conclusione i nostri dati suggeriscono che anche le MSCS derivate dal midollo osseo del cavallo possiedono un’ attività immunomodulatrice sui MNCs attivati e che queste proprietà, come nell’uomo, dipendono dal rilascio di citochine regolatrici e probabilmente dal contatto cellula-cellula. Le proprità immunoregolatrici delle MSCS possono fornire utili applicazioni future nella rigenerazione tissutale e nell’ingegneria delle cellule staminali nel cavallo.

In the last few years, the use of MSCS (multipotent mesenchymal stromal cells) has risen in the equine field especialy for the tendon and ligament regenaration. The therapy with allogeneic MSCS could be a useful tool when it is not possible to isolate and to amplify the MSCS from patient. Immunosuppressive activity of bone marrow MSCS has received considerable attention in the human and in the other species but any results are presented in the equine field. In this work we have brought the characterization of equine bone marrow-derived and equine synovial membrane-derived MSCSs. Our findings indicate that there are significant differences in MSCS properties according to tissue source, beyond donor and experimental variation. Besides, we report that equine bone marrow MSCS inhibit peripheral blood mononuclear cells (MNCs) activated with phitohemoagglutinin (PHA) in cocolture. The inhibitory activity is accompanied by a reduction of proinflammatory cytokines and a increase of anti-inflamatory cytokines realised from MSCS and MNCs. Different factors have involved in this inhibitory mechanism, including INF-γ, transforming growth factor-b1 (TGF-β), PGE2 (prostaglandin E2), IL-10 and indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO). In conclusion our data suggest that also the equine bone marrow derived MSCSs gets an immunomodulatory activity on the activated MNCs and that these characteristic, as in the human, depend on regolatory cytokines released and probably even to cell-cell contact. These immunoregulatory features may prove useful in future applications of equine tissue regeneration and stem cell engineering.