I cervelli con SM ospitano cellule di glia radiale senescenti che alimentano l'infiammazione persistente

La sclerosi multipla progressiva (PMS) è definita da una neurodegenerazione inesorabile guidata da un processo infiammatorio cronico che le terapie attuali non riescono ad affrontare adeguatamente. Comprendere i fattori cellulari ed epigenetici di questa infiammazione cronica è fondamentale per sviluppare nuovi trattamenti. Questo studio adotta un approccio integrato e originale, combinando epigenomica, trascrittomica bulk e a singola cellula, trascrittomica spaziale e biologia cellulare funzionale per dissezionare la patologia della PMS con una risoluzione senza precedenti.

Il gruppo di ricerca ha riprogrammato direttamente fibroblasti derivati dalla cute di pazienti con PMS e di controlli sani in cellule staminali neurali indotte (iNSC) utilizzando un protocollo scelto specificamente per preservare la memoria epigenetica — a differenza della riprogrammazione a iPSC, che cancella i marcatori di metilazione legati all'età. Il sequenziamento bisolfito dell'intero genoma (WGBS) dei fibroblasti parentali e delle corrispondenti linee iNSC ha identificato un pattern PMS-specifico di ipometilazione del DNA a livello dei geni che regolano il metabolismo lipidico e la segnalazione dell'interferone (IFN), indicando che la predisposizione infiammatoria è codificata epigeneticamente nelle cellule del paziente prima della riprogrammazione e viene fedelmente mantenuta nelle iNSC derivate.

Il sequenziamento dell'RNA bulk ha confermato una forte upregolazione trascrizionale delle vie della senescenza e dell'IFN nelle iNSC della PMS, con geni differenzialmente espressi chiave tra cui ISG15, IFIT1, IFIT2, OASL e SERPINE1. L'analisi delle reti di regolazione genica ha identificato IRF2 come hub centrale in interazione con CDKN2A, CDKN1C, IRF1 e CGAS, collegando la senescenza cellulare e l'attivazione immunitaria innata. La validazione sperimentale ha mostrato che le iNSC della PMS presentavano telomeri accorciati, elevata attività della SA-β-galattosidasi, ridotta proliferazione e aumentati livelli proteici di p16Ink4a, p21 e GDF15. Aspetto cruciale, il trattamento con il seno litico ABT-263 (navitoclax) ha invertito questi marcatori di senescenza e bloccato l'induzione paracrina della senescenza nelle cellule di controllo sane co-coltivate, dimostrando un ruolo causale e aggredibile terapeuticamente delle cellule senescenti nella propagazione dello stato infiammatorio.

L'analisi multi-omica a singola cellula ha rivelato una sottopopolazione DARG precedentemente non descritta all'interno delle colture di iNSC della PMS, caratterizzata da un'identità trascrizionale simile alla glia radiale combinata con una potente responsività all'IFN e con i tratti distintivi della senescenza cellulare. Sono stati identificati specifici fattori di trascrizione come driver di questo stato unico. La validazione nel tessuto cerebrale post-mortem di pazienti con PMS mediante dataset di trascrittomica a singolo nucleo e spaziale ha confermato l'esistenza di popolazioni DARG analoghe in vivo, specificamente arricchite all'interno di lesioni demielinizzanti cronicamente attive e co-localizzate spazialmente con microglia e astrociti infiammatori. L'analisi delle traiettorie di sviluppo ha mostrato che le DARG derivate da iNSC in vitro si allineano con quelle riscontrate nel tessuto cerebrale della PMS, supportandone la rilevanza biologica.

Questi risultati stabiliscono le DARG come un nuovo asse cellulare nella patologia della PMS, con la capacità di sostenere la neuroinfiammazione cronica attraverso programmi secretori associati alla senescenza e guidati dall'IFN. Lo studio apre prospettive terapeutiche mirate alla senescenza delle DARG e alla disregolazione dell'IFN nella SM progressiva, mentre il modello di riprogrammazione diretta fornisce una piattaforma epigeneticamente fedele e potente per la futura scoperta di farmaci.