Gli inibitori di PARP potenziano la terapia con cellule staminali per le malattie infiammatorie

Le cellule staminali/stromali mesenchimali (MSC) rappresentano una promessa enorme per il trattamento delle malattie autoimmuni e iperinflammatorie, ma la loro potenza terapeutica dipende da un corretto "licenziamento" da parte dei segnali infiammatori nel microambiente tissutale. Comprendere come amplificare questo processo di licenziamento è un obiettivo chiave della medicina rigenerativa. Questo studio, pubblicato su Stem Cell Research & Therapy, identifica PARP1 come un inatteso freno alla funzione immunosoppressiva delle MSC e dimostra che la rimozione di questo freno tramite inibitori del PARP approvati clinicamente produce cellule terapeutiche sostanzialmente più potenti.

Il gruppo di ricerca ha trattato MSC umane derivate da cordone ombelicale e polpa dentale, nonché MSC murине derivate dal midollo osseo, con le citochine infiammatorie IFNγ e TNFα (10 ng/ml ciascuna, 24 ore) in presenza o assenza degli inibitori del PARP rucaparib o olaparib, e utilizzando anche topi con knockout genetico di PARP1. Sia l'inibizione farmacologica che la delezione genetica di PARP1 hanno incrementato in modo costante l'espressione di mRNA e proteica dei mediatori immunosoppressivi — iNOS (nelle MSC murине), IDO1 (nelle MSC umane), TSG-6, PD-L1 e le chemochine CXCL9, CXCL10 e CXCL11 — rispetto alla sola stimolazione citochinica. Il sequenziamento dell'RNA ha confermato un'ampia sovraregolazione delle reti geniche immunoregolatorie.

Dal punto di vista funzionale, le MSC trattate con inibitori del PARP hanno mostrato una capacità marcatamente potenziata di sopprimere la proliferazione dei linfociti T in saggi di co-coltura con splenociti marcati con CFSE e PBMC. In vivo, MSC pre-condizionate (IFNγ/TNFα ± inibitore del PARP) sono state testate in due modelli murini consolidati. Nel modello di danno epatico acuto indotto da ConA, le MSC pre-trattate con inibitore del PARP hanno ridotto i livelli sierici di aminotransferasi e il danno istologico epatico in misura significativamente maggiore rispetto alle MSC di controllo. Nel modello di colite indotta da DSS, i topi che avevano ricevuto MSC pre-condizionate con inibitore del PARP hanno mostrato punteggi ridotti dell'indice di attività della malattia, un migliore mantenimento del peso corporeo e una minore infiammazione del tessuto del colon.

Dal punto di vista meccanicistico, il gruppo ha riscontrato che l'inibizione del PARP aumentava la fosforilazione di STAT1 in tirosina 701 (pY701-STAT1) nelle MSC stimolate con citochine. STAT1 è un fattore di trascrizione critico per guidare l'espressione di iNOS, IDO1 e PD-L1 nelle MSC attivate. Il blocco di STAT1 con l'inibitore nifuroxazide o il knockout genetico di STAT1 ha abolito il potenziamento dell'espressione dei fattori immunosoppressivi osservato con l'inibizione del PARP, confermando che pY701-STAT1 è il principale effettore a valle. È interessante notare che l'inibizione del PARP non ha influenzato i livelli totali della proteina STAT1, bensì unicamente il suo stato di fosforilazione, suggerendo la presenza di un nodo regolatorio post-traduzionale.

Questi risultati sono concettualmente significativi: sebbene sia noto che gli inibitori del PARP attenuino le risposte pro-infiammatorie nei macrofagi, essi amplificano paradossalmente le risposte antinfiammatorie nelle MSC — entrambi gli effetti essendo vantaggiosi in contesti di malattia infiammatoria. Lo studio solleva inoltre la possibilità che i pazienti già in trattamento con inibitori del PARP (ad esempio, pazienti oncologici in terapia con olaparib) possano presentare un'alterata biologia delle MSC, un aspetto da considerare nelle terapie di combinazione. L'utilizzo di inibitori del PARP approvati dalla FDA offre un chiaro percorso traslazionale, sebbene sia ancora necessaria una validazione clinica sull'essere umano.