Il ruolo di Neutrophil Gelatinase Associated Lipocalin (NGAL) come biomarcatore di danno renale è noto.
Il suo ruolo biologico non è però del tutto chiarito: oltre al suo ruolo fondamentale per quanto riguarda il trasporto del ferro, sembra che questa molecola esplichi un ruolo protettivo in risposta a condizioni di stress infiammatorio e ossidativo. Sembra inoltre essere coinvolto nella regolazione del sistema immunitario ( Bu DX [1], Chakraborty S [2] (full text): In una nostra precedente esperienza (La manna G [3] (full text)) abbiamo riportato come NGAL aumenti l'espressione di HLA-G e determini l'espansione delle cellule Treg in colture di cellule mononucleate circolanti (PBMCs). Abbiamo quindi ipotizzato che NGAL rivesta un ruolo immunomodulatorio più complesso rispetto al mero ruolo antiinfiammatorio sopracitato.
Per contribuire alla compresione degli aspetti fisiopatologici della molecola, abbiamo quindi valutato l’effetto di NGAL sull’espressione delle citochine infiammatorie nelle colture cellulari di cellule mononucleate (PBMCs) attivate con fitoemoagglutinina (PHA).
Abbiamo raccolto campioni di surnatante dalle colture di PBMCs allestite come in precedenza riportato.
Brevemente, da sangue periferico (otto volontari sani) sono state isolate PBMC, con cui sono state allestite colture cellulari. Le cellule sono state attivate con PHA e successivamente trattate con NGAL (40-80 ng/ml:basse dosi; 160-320 ng/ml:alte dosi).
È stata valutata nel surnatante cellulare la concentrazione di IFN-γ, IL-10, IL-12, IL-13, IL-1, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6 e TNF-α tramite tecnologia Luminex xMAP.
Mediante citometria a flusso sono state valutate le modificazioni fenotipiche delle PBMCs attivate (co-espressione di CD4, CD25, HLA-G, e FoxP3).
Dopo somministrazione di NGAL abbiamo verificato una riduzione della espressione di inf-γ, IL-10, IL-12, IL-13, IL-2, IL-5, TNF-α rispetto alle colture di cellule attivate con PHA, superiore con le alte dosi (0.03±2.15% vs -13,41±9.27%; -2.48±4.23% vs -12.27±2.73%; -2.59±8.97% vs -15.02±14.16%; -5.24±9.7% vs -15.62±15.64%; -1.55±9.4% vs -16.33±16.98%; -9.0±10.91% vs -16,4±17.21%; -4.21±7.87% vs -18.91±9.33%).
Si è verificato inoltre un incremento di IL1 a basse ed alte dosi di NGAL (4.18±3.15% e 2.85±4.7%) e una sostanziale stabilità di IL-4 (0.46±2.58% e -0.57±5.4%).
Infine IL6 mostra un incremento a basse dosi (4.89±20.51%) e un decremento ad alte dosi (-12.40±8.49).
Figura 1 mostra la concentrazione delle citochine in condizioni basali e dopo l'aggiunta di NGAL a basse ed alte concentrazioni.
Figura 2 mostra la variazione percentuale della concentrazione delle citochine dopo l'aggiunta di NGAL a basse ed alte concentrazioni.
Abbiamo osservato un concomitante incremento della percentuale delle cellule FoxP3/HLA-G positive nei linfociti CD4/ CD25. Abbiamo riscontrato un aumento in percentuale di cellule CD4+ /CD25+/FoxP3+ sia nel gruppo a bassa concentrazione di NGAL (24.5±7.0%; p=0.0020) che ad alte dosi di NGAL (3.93±13.6% p=0.0017) rispetto al gruppo di controllo.
La secrezione di citochine infiammatorie risulta modificata dalla somministrazione di NGAL in colture di cellule mononucleate attivate; l’effetto appare dose dipendente. Abbiamo osservato inoltre un concomitante incremento della percentuale delle cellule FoxP3/HLA-G positive. I risultati quindi dello studio inducono a prensare che NGAL non abbia un ruolo non esclusivamente anti-infiammatorio ma anche immunomodulatorio.
I nostri dati sembrano suggerire che l'aggiunta di NGAL in coltura cellulari di PBMCs induca una modificazione ambiente citochinico che promuove la differenziazione cellulare in senso tollerogenico. Questo sembra dovuto in parte dall'aumento dell' IL-1 come fattore promuovente la proliferazione e in parte alla riduzione della concentrazione delle citochine che inibiscono la proliferazione delle Treg.
[1] Bu DX, Hemdahl AL, Gabrielsen A et al. Induction of neutrophil gelatinase-associated lipocalin in vascular injury via activation of nuclear factor-kappaB. The American journal of pathology 2006 Dec;169(6):2245-53
[2] Chakraborty S, Kaur S, Guha S et al. The multifaceted roles of neutrophil gelatinase associated lipocalin (NGAL) in inflammation and cancer. Biochimica et biophysica acta 2012 Aug;1826(1):129-69 (full text)
[3] La Manna G, Ghinatti G, Tazzari PL et al. Neutrophil gelatinase-associated lipocalin increases HLA-G(+)/FoxP3(+) T-regulatory cell population in an in vitro model of PBMC. PloS one 2014;9(2):e89497 (full text)
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