Studio degli effetti di cellule mononucleate midollari (CMM), in un modello sperimentale in vivo di shock emorragico

Recenti studi sperimentali, hanno dimostrato che la somministrazione di cellule mononucleate del midollo osseo (bone marrow-derived mononuclear cells, CMM), può esercitare effetti protettivi nei confronti del danno d'organo, in modelli di ischemia/riperfusione. Il presente progetto di tesi, realizzato in collaborazione con il laboratorio diretto dal prof. Thiemermann presso il William Harvey Research Institute (Londra, UK), ha avuto come obiettivo la valutazione degli effetti indotti da somministrazione acuta di CMM, sul danno multiorgano indotto da shock emorragico in un modello sperimentale in vivo di piccolo roditore. 33 ratti maschi Wistar sono stati sottoposti ad emorragia, attraverso la riduzione della pressione arteriosa media a 35±5 mmHg, per circa 90 minuti, seguita dalla rianimazione attraverso la somministrazione, per circa 10 minuti, di 20 ml/Kg di Ringer lattato, seguita da re-infusione di sangue miscelato con 100 IU/ml di soluzione fisiologica, o eparinata, per un periodo di 50 minuti. Le CMM, isolate dal midollo osseo di tibia e femore dei ratti, sono state somministrate durante la fase rianimazione. Lo shock emorragico ha provocato significativi aumenti delle concentrazioni di Urea (>150%), Creatinina (105%) e AST (>250%) sieriche. A livello epatico e polmonare, ha provocato altresì, un aumento notevole (200%) dell'attività di MPO (mieloperossidasi). A seguito della somministrazione delle CMM, i parametri biochimici e i livelli di MPO si sono notevolmente ridotti del 25% per l'Urea, del 50% per la creatinina e la AST e del 36% per la MPO. Allo scopo di identificare i meccanismi molecolari sottesi agli effetti protettivi di CMM, sono stati condotti esperimenti di Western blot su omogenati di polmone e fegato. Gli esperimenti di studio di potenziali alterazione delle vie di segnale intracellulare, rappresentano il lavoro principale originale ed oggetto specifico di questa tesi. I risultati ottenuti, dimostrano che la condizione di shock emorragico induce una significativa infiammazione e lesione d'organo epatica e polmonare. In particolare, gli stati di fosforilazione di Akt e di GSk-3β, che coopera con quest'ultima, diminuiscono significativamente, indice del fatto che è in atto un meccanismo di apoptosi cellulare. Il marker NFkB, normalmente espresso a livello citosolico in forma inattiva, durante lo shock emorragico effettua una traslocazione nucleare (confermata dall'innalzamento dei relativi valori), indice del fatto che è avvenuta la sua attivazione in risposta ad uno stato infiammatorio. Nei ratti sottoposti alla somministrazione delle CMM, a seguito dello shock emorragico, è stato possibile documentare un significativo aumento delle fosforilazioni dei marker Akt e GSK-3β, suggestivo di una significativa amplificazione di questa via di segnale, e una attenuazione dei livelli di traslocazione nucleare NFkB e dell'espressione di molecole di adesione leucocitaria, quali ICAM-1. I risultati di questo studio dimostrano che la somministrazione delle CMM, attenua la lesione d'organo causata dallo shock emorragico, attraverso meccanismi che comportano le modulazioni di vie di Akt, GSK-3β e NFkB a livello polmonare e epatico.