Mastite Granulomatosa: Viaggio al Cuore dell’Infiammazione con la Scienza delle Singole Cellule!

Ciao a tutti, appassionati di scienza e curiosi! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante nel mondo microscopico del nostro corpo, per esplorare una condizione tanto enigmatica quanto impattante: la mastite granulomatosa (GM). Se non ne avete mai sentito parlare, non siete i soli. È una forma di infiammazione del seno, non legata all’allattamento, che per anni ha lasciato medici e ricercatori con un sacco di domande e poche risposte. Pensate, rossore, gonfiore, dolore, a volte persino ulcerazioni e fistole che possono durare mesi… un vero incubo per chi ne soffre, con un impatto pesante sia fisico che psicologico. E, cosa ancora più strana, la sua incidenza è in aumento! Ecco perché abbiamo deciso di vederci più chiaro.

Per anni, la patogenesi della mastite granulomatosa è rimasta un vero e proprio “deserto di ricerca”. Si sospettavano legami con processi autoimmuni, infezioni da Corynebacterium kroppenstedtii, uso di farmaci psicotropi, traumi, o iperprolattinemia. L’idea prevalente era che un ristagno di latte potesse scatenare una reazione di ipersensibilità locale. Ma quali cellule immunitarie fossero esattamente le protagoniste di questo dramma infiammatorio e quali messaggeri chimici (le citochine) stessero dirigendo l’orchestra, era ancora tutto da scoprire. Fino ad ora!

Una Nuova Lente d’Ingrandimento: la Single-Cell RNA Sequencing

Nel nostro studio, abbiamo deciso di usare un’arma potentissima della biotecnologia moderna: la sequenza dell’RNA a singola cellula (scRNA-seq). Immaginate di poter ascoltare cosa ogni singola cellula ha da dire, una per una, invece di sentire solo un gran vociare confuso. Ecco, la scRNA-seq ci permette proprio questo: di profilare l’espressione genica cellula per cellula, identificando sottogruppi cellulari con caratteristiche uniche. È come avere una mappa super dettagliata del campo di battaglia immunologico all’interno del tessuto mammario affetto da GM.

Abbiamo confrontato campioni di tessuto lesionato da pazienti con GM con tessuto mammario normale. E quello che abbiamo trovato è stato illuminante, concentrandoci su alcuni attori chiave: linfociti T e cellule Natural Killer (NK), macrofagi, cellule epiteliali e cellule endoteliali (quelle che rivestono i vasi sanguigni).

Il Paesaggio Immunitario Svelato: Un’Invasione e Tanto Scompiglio

La prima cosa che ci è saltata all’occhio è stata una massiccia infiltrazione di cellule immunitarie nei tessuti con GM. Non una sorpresa totale, visto che parliamo di infiammazione, ma la portata era notevole. E non solo: abbiamo osservato chiari segni di disordini immunitari.

Approfondendo l’analisi, abbiamo notato un aumento significativo dei linfociti T helper di tipo 1 (Th1). Queste cellule sono un po’ come i generali dell’esercito immunitario che prediligono una risposta infiammatoria intensa. Nei tessuti GM, queste cellule Th1 erano particolarmente attive, con un arricchimento del pathway del recettore toll-like (TLR) – un sistema di allarme cellulare – e un’aumentata espressione di vari “messaggeri” e “attivatori” pro-infiammatori, tra cui:

• Interferone-γ (IFN-γ)
• Chemochina C-C motivo ligando 3 (CCL3) e CCL4
• Chemochina (motivo C-X-C) ligando 13 (CXCL13)
• CD69 (un marcatore di attivazione dei linfociti T)
• Trasduttore di segnale e attivatore della trascrizione 1 (STAT1)
• Proteina da shock termico famiglia A membro 1A (HSPA1A)

In pratica, le cellule Th1 erano su di giri, secernendo chemochine per richiamare altre cellule immunitarie e attivandole, creando un circolo vizioso infiammatorio. Abbiamo anche notato uno squilibrio nel rapporto tra cellule T CD4+ (generalmente “helper”) e CD8+ (generalmente “killer”), con una prevalenza delle CD4+, e una maggiore diversità clonale dei recettori delle cellule T (TCR) nel gruppo GM, suggerendo una funzione immunitaria più attiva e variegata.

L’analisi della traiettoria di differenziazione delle cellule T CD4+ ha mostrato che partivano come cellule “naive” (inesperte) per poi differenziarsi prevalentemente in cellule Th1, confermando il loro ruolo dominante nell’infiammazione della GM.

Macrofagi: Da Guardiani a Guerrieri Pro-Infiammazione

Passiamo ora ai macrofagi, gli “spazzini” del sistema immunitario, ma anche potenti modulatori dell’infiammazione. Nei tessuti GM, abbiamo osservato che le sottopopolazioni di macrofagi viravano verso un fenotipo pro-infiammatorio. In particolare, due tipi di macrofagi, chiamati Macrophages_CXCL10 (con una firma genica più M1, cioè pro-infiammatoria) e Macrophages_CCL18 (con una firma più M2, tendenzialmente anti-infiammatoria/riparativa), erano significativamente aumentati. Tuttavia, l’analisi complessiva e quella della traiettoria di sviluppo (pseudotime analysis) hanno indicato una transizione graduale dei macrofagi verso un profilo decisamente pro-infiammatorio nel contesto della GM.

Questi macrofagi “arrabbiati” mostravano un arricchimento di pathway cruciali per l’infiammazione, come quelli legati a:

• Interferone-γ (IFN-γ) e Interferone-α (IFN-α)
• Interleuchina-6/Janus chinasi/trasduttore di segnale e attivatore della trascrizione 3 (IL-6/JAK/STAT3)
• Fattore di necrosi tumorale-α/fattore nucleare-κB (TNF-α/NF-κB)

Questi risultati suggeriscono che i macrofagi non solo sono presenti in gran numero, ma sono attivamente coinvolti nel pompare benzina sul fuoco dell’infiammazione. Alcuni studi hanno già evidenziato l’efficacia degli inibitori del TNF-α nel trattamento della GM, e i nostri dati rafforzano questa pista, suggerendo anche il pathway IL-6/JAK/STAT3 come potenziale bersaglio, già implicato in altre forme di mastite e malattie autoimmuni.

Cellule Epiteliali Mammarie: Un Paradosso Ormonale

E le cellule proprie del tessuto mammario, le cellule epiteliali luminali (quelle che rivestono i dotti e gli alveoli)? Qui abbiamo trovato qualcosa di curioso. Queste cellule mostravano un profilo estrogenico compromesso, cioè una ridotta risposta agli estrogeni rispetto al tessuto sano. Questo è interessante perché la GM colpisce prevalentemente donne in età riproduttiva. Ancora più strano, nonostante una ridotta espressione dei recettori per la prolattina (PRLR), i pathway di segnalazione a valle della prolattina, come JAK/STAT e MAPK, risultavano invece potenziati!

Come si spiega? Ipotizziamo che, anche con meno recettori sulle cellule epiteliali, la prolattina (spesso elevata in alcune pazienti con GM) possa esercitare i suoi effetti immunomodulatori diretti attivando i PRLR presenti sulla superficie delle cellule immunitarie, reclutandole e attivandole. L’attivazione di JAK/STAT e MAPK potrebbe quindi essere uno dei meccanismi alla base della fisiopatologia della GM.

Cellule Endoteliali: Registe del Reclutamento e dell’Angiogenesi

Infine, le cellule endoteliali, il rivestimento interno dei nostri vasi sanguigni. Nella GM, queste cellule giocano un ruolo da protagoniste nel reclutare cellule immunitarie e mostravano un profilo angiogenico prominente. L’angiogenesi, la formazione di nuovi vasi sanguigni, è un processo centrale nell’innesco e nella persistenza dell’infiammazione cronica. Pensateci: più strade (vasi) ci sono, più facilmente le truppe (cellule immunitarie) possono raggiungere il sito dell’infiammazione.

Abbiamo visto che, sebbene il numero totale di cellule endoteliali fosse inferiore nel gruppo GM (indicando un certo danno), la loro funzione angiogenica era significativamente più alta. Le cellule endoteliali arteriolari (AEC) nel gruppo GM sovra-regolavano geni per immunoglobuline (come IGHG1, IGHG4, IGG3 – le proteine IgG1, IgG4, IgG3) e altre molecole come SPP1 e LYZ, tutte implicate nella risposta immunitaria. È interessante notare che elevate concentrazioni tissutali di IgG4 sono state associate a recidive di GM. Inoltre, le cellule endoteliali capillari (CapEC) e venulari (VEC) sovra-regolavano geni come COL4A1, COL4A2 (componenti della membrana basale dei nuovi vasi) e SERPINE1 (associato a fibrosi tissutale e angiogenesi).

L’analisi di arricchimento ha rivelato che le AEC erano coinvolte in processi come la migrazione dei leucociti mieloidi e il legame con il complesso maggiore di istocompatibilità di classe II (MHC di classe II), fondamentale per la presentazione dell’antigene e l’attivazione immunitaria.

Una Rete Complessa di Interazioni

La ciliegina sulla torta è stata l’analisi delle interazioni cellulari. Abbiamo scoperto una complessa rete di comunicazioni tra cellule mesenchimali (come quelle epiteliali ed endoteliali) e cellule immunitarie. Le cellule luminali mammarie e le cellule endoteliali (AEC e VEC) nei tessuti GM reclutavano attivamente cellule immunitarie come linfociti T e macrofagi, scatenando segnali infiammatori ancora più intensi.

Per esempio, le cellule luminali esprimevano CXCL10 che si lega ai recettori CXCR3 o DPP4 sui linfociti T, o interagiva con i recettori CD74 tramite la proteina precursore dell’amiloide (APP). Le AEC esprimevano CSF1 per legarsi ai recettori CSF1R sui macrofagi, mentre le VEC esprimevano la chemochina CXCL11 per legarsi ai recettori CXCR3 sui linfociti T. È affascinante notare che l’asse CXCL10/CXCL11-CXCR3 facilita la differenziazione delle cellule T CD4+ verso il fenotipo Th1, ed è elevato in molte malattie autoimmuni. Questo asse potrebbe rappresentare un bersaglio terapeutico promettente per la GM.

Cosa Significa Tutto Questo e Quali Sono i Prossimi Passi?

Il nostro studio è il primo a sviscerare la stretta connessione tra GM e autoimmunità a livello di singola cellula. Abbiamo non solo confermato la massiccia infiltrazione e disfunzione immunitaria nei tessuti lesionati, ma abbiamo anche iniziato a dipanare la complessa rete di interazioni tra le diverse cellule. Questi risultati gettano basi solide per comprendere le caratteristiche immunopatologiche della GM e, speriamo, per identificare nuovi bersagli terapeutici.

Ad esempio, oltre agli inibitori del TNF-α, la possibile inibizione di HSPA1A (una proteina da shock termico sovraespressa nelle cellule Th1 del gruppo GM) o l’interferenza con l’asse CXCL10/CXCL11-CXCR3 potrebbero rappresentare nuove strade. Anche gli inibitori JAK, già usati in altre patologie autoimmuni e per i quali abbiamo visto un arricchimento del pathway correlato, potrebbero essere esplorati.

Certo, il nostro studio ha delle limitazioni: la potenziale eterogeneità tra le pazienti, il numero limitato di campioni che non ci ha permesso di correlare la gravità della malattia con il numero/rapporto delle cellule immunitarie, e la mancanza di validazione su una coorte clinica più ampia. Ma è un primo, fondamentale passo. In futuro, puntiamo ad ampliare il campione, validare i geni sovra-regolati e integrare questi dati con analisi multi-omiche (metabolomica, proteomica) per scovare firme molecolari specifiche della GM.

Insomma, abbiamo aperto una finestra su un mondo incredibilmente complesso e dinamico. La mastite granulomatosa è molto più di una semplice infiammazione: è una sinfonia (o forse una cacofonia!) di cellule immunitarie e tissutali che interagiscono in modi intricati. E capire questa musica è il primo passo per poterla, un giorno, modulare a beneficio delle pazienti.

Spero che questo viaggio nel microscopico vi sia piaciuto tanto quanto a noi è piaciuto condurre questa ricerca! Alla prossima scoperta!

Fonte: Springer