Caratterizzazione delle cellule mesenchimali polmonari in pazienti con fibrosi post-COVID19

A due anni dalla pandemia da COVID-19, ci sono prove crescenti che suggeriscono che molti pazienti affetti da questa malattia sviluppino sequele fibrotiche e alterazioni della loro normale funzione polmonare indicative di una malattia polmonare. Nel presente studio sono state caratterizzate cellule mesenchimali polmonari (LMCs), precedentemente isolate da lavaggi bronco-alveolari (BAL), di pazienti affetti da fibrosi polmonare. Sono state prese in esame due coorti: la prima costituita da 10 pazienti con fibrosi post-COVID-19 (COVID-19-f), con età media di 57,8 ± 13,6 anni, e la seconda costituita da 8 pazienti con fibrosi interstiziale associata a malattia del tessuto connettivo (CTD-ILD), con età media di 70,4 ± 9,5 anni. Utilizzando la tecnica di citometria a flusso, si è definito che i marcatori di superficie delle LMCs sono espressi in stessa percentuale tra le LMCs dei pazienti post-COVID-19-f e dei pazienti CTD-ILD. Successivamente è stata indotta differenziazione adipogenica e osteogenica. Mentre non è stato possibile osservare nesuna differenziazione in senso adipogenico, per la seconda è stata osservata una maggiore capacità di differenziazione osteogenica nelle LMCs da pazienti con COVID-19-f rispetto alle cellule derivate da CTD-ILD. Per quanto riguarda la valutazione della proliferazione delle LMCs, definita come raddoppio cumulativo della popolazione, si è osservato un maggior tasso proliferativo delle CTD-LMCs. Inoltre, entrambi i gruppi di LMCs sono entrati in senescenza al passaggio P9 (mediana, range P7-P11, rispettivamente), confermato dall'attivazione della β-galattosidasi, escludendo una trasformazione tumorale indotta dalle condizioni di coltura in vitro. I risultati delle analisi svolte con Western Blot hanno dimostrato che non c’è differenza significativa nell'espressione di Col1a1, Vimentina e α-SMA tra LMCs di pazienti post-COVID-19-f e di pazienti CTD-ILD. Per valutare l'effetto immunomodulante delle LMCs sulle cellule mononucleari del sangue periferico (PBMCs), sono stati effettuati esperimenti di co-coltura con questi due tipi cellulari. I dati hanno mostrato che le LMCs, derivate sia da pazienti CTD-ILD che da pazienti post-COVID-19, hanno una scarsa capacità di modulare l'attivazione in vitro di PBMCs umani. Nella monocultura di PBMCs, la stimolazione con PHA ha indotto una produzione significativamente maggiore di IL-4, IL-1β, TNF-α, IL-17A, IL-10, IFN-γ e TGF-β rispetto ai PBMCs non stimolati. Inoltre, si è osservato che la produzione di IL-6, IL-4 e MCP-1 e CXCL-10 da parte di PBMCs stimolati è ulteriormente aumentata dalla presenza delle LMCs. Al contrario, la presenza di LMCs, sia di pazienti COVID-19-f che di pazienti CTD-ILD, induce una riduzione dell’espressione di IL-8 e TNF-α. La produzione di citochine nella monocultura di LMCs dimostra che queste cellule da sole possono produrre diverse quantità delle citochine prese in esame. I dati suggeriscono che le cellule mesenchimali polmonari derivate da COVID-19-f condividono diverse caratteristiche con la CTD-ILD, ma potrebbero avere una maggiore risposta ai segnali fibrogenici e di differenziazione, ed essere più pro-infiammatorie. Le LMCs provenienti dal BAL potrebbero essere un buon punto di partenza per ampliare le conoscenze sui meccanismi e le terapie della fibrosi post-COVID-19. Queste osservazioni possono supportare l'ipotesi che le LMCs possano rappresentare le cellule principali che alimentano l'ambiente profibrotico caratteristico dei polmoni dei pazienti CTD-ILD e post-COVID-19.