Attivazione infiammatoria di linee gliali umane nel contesto di modelli in vitro avanzati per lo studio della malattia di Alzheimer

La malattia di Alzheimer (AD) è una patologia neurodegenerativa a carico del cervello. È progressiva e multifattoriale, con prevalenza che aumenta in modo netto con l’età fino a toccare il 30-40% per soggetti oltre gli 85 anni. Le cause dell’AD, almeno nella sua forma sporadica più frequente (90-95% dei casi che giungono all’attenzione clinica), sono molteplici (ad esempio, fattori di rischio genetici, esposizione ad inquinanti ambientali, traumi e ridotta attività fisica e cognitiva), e coinvolgono differenti processi molecolari tra i quali spicca la neuroinfiammazione cronica. Si tratta di un fenomeno che a livello cerebrale coinvolge in modo rilevante le cellule gliali, quali microglia e astrociti. Risulta di conseguenza importante comprendere e modellizzare le interazioni tra queste popolazioni cellulari, sia a fini neurofisiologici che nell’ottica di individuare nuovi target terapeutici. Questo lavoro di tesi si colloca in un più ampio progetto volto alla messa a punto di un sistema avanzato in vitro per lo studio dell’AD e si è focalizzato sullo sviluppo e caratterizzazione di monocolture e co-colture di linee gliali immortalizzate umane, quali le HMC3 (microglia) e IM-HA (astrociti). In particolare, tali linee sono state valutate per la loro capacità di rispondere in modo adeguato a stimoli di natura pro-infiammatoria quali lipopolisaccaride (LPS) e interleuchina 1-beta (IL-1beta), conservando una buona vitalità di base misurata tramite saggio LDH. Inoltre, le stesse cellule sono state seminate in un bioreattore plastico otticamente accessibile e che si basa su una tecnologia millifluidica, in grado di sostenerne la vitalità in condizioni dinamiche di coltura che è stato sviluppato in collaborazione con il Politecnico di Milano. Tale bioreattore rappresenta la base tecnologica del modello avanzato di AD, scopo finale delle attività del gruppo di lavoro. I risultati ottenuti indicano che entrambe le popolazioni cellulari sono in grado di attivare una risposta infiammatoria sostenuta agli stimoli valutati, misurata tramite saggio ELISA per il rilascio della citochina pro-infiammatoria interleuchina-6 (IL-6). In particolare, questo fenomeno è più marcato dopo stimolazione diretta, ma si mantiene anche in caso di stimolazione indiretta quando le cellule sono state poste in protocolli di co-coltura. È stata inoltre valutata l’espressione della proteina precursore dell’amiloide (APP) nelle differenti configurazioni di coltura. I risultati hanno confermato l’espressione basale di APP sia nelle HMC3 che nelle IM-HA, senza apparenti variazioni in presenza di stimoli infiammatori, anche se questo risultato deve essere ulteriormente confermato. In sintesi, questo studio ha contribuito efficacemente alla caratterizzazione basale delle linee gliali umane di interesse, nel contesto della neuroinfiammazione e dell’AD, ponendo le basi per il loro utilizzo nel sistema dinamico avanzato che si intende perseguire.