Studio dello stato funzionale dei neutrofili nei pazienti con artrite reumatoide per identificare nuovi biomarcatori di risposta alla terapia anti-TNFalfa (NeutroARTherap)

L'artrite reumatoide (RA) è una malattia cronica con un impatto sostanziale sulla vita di milioni di persone in tutta Europa. Si tratta di una malattia di notevole impatto socioeconomico, con costi diretti e indiretti in tutta Europa che raggiungono centinaia di miliardi di euro all'anno. Gli studi demografici indicano che il prossimo decennio vedrà questo fardello aumentare drasticamente. In definitiva, l'AR provoca dolore sostanziale, disabilità, conseguenze sociali avverse e un aumento significativo del rischio di mortalità per l'individuo, avendo allo stesso tempo un impatto enorme sulle economie sanitarie in tutta Europa. Negli ultimi anni, il trattamento dell'AR è stato parzialmente efficace a causa dell'introduzione di bDMARD (farmaci antireumatici modificanti la malattia biologica) efficaci, sebbene estremamente costosi, come terapie basate su anticorpi monoclonali (mAb).

Dal punto di vista clinico, immunologico e molecolare, l'AR è una malattia eterogenea e trattamenti efficaci per un paziente spesso non funzionano per un altro. A causa delle differenze individuali, il tasso di risposta al trattamento di prima linea attualmente è inadeguato del 60-70%. Inoltre, anche se i pazienti con AR spesso raggiungono uno stato di malattia inattiva, la remissione sostenuta senza bisogno di farmaci è ancora sfuggente per la maggior parte. Considerando che le terapie basate su mAb sono ancora molto costose, è importante identificare a fondo i meccanismi che ne bloccano l'efficacia così come i fattori predittivi della risposta terapeutica. Pertanto, un migliore utilizzo delle terapie a base di mAb potrebbe tradursi in un beneficio terapeutico ma anche in una notevole riduzione economica per i Sistemi Sanitari Nazionali.

La maggior parte degli studi sulle cellule immunitarie nell'AR presenta limitazioni, come l'analisi solo di un piccolo numero di sottoinsiemi di cellule (in cui i PMN molto spesso non sono inclusi) e dati longitudinali integrativi limitati sui fenotipi dei pazienti. Studi sull'attivazione di PMN e di altre cellule mieloidi possono portare all'identificazione di meccanismi di induzione e mantenimento della malattia.

È stato descritto che i PMN svolgono ruoli diversi in varie malattie infettive e infiammatorie, rendendoli un bersaglio potenzialmente attraente per l'intervento terapeutico. L'attivazione eccessiva o inappropriata di PMN probabilmente contribuisce al danno tissutale nei disturbi infiammatori. In tali casi, le strategie terapeutiche mirate ai neutrofili dovrebbero mirare a inibire il compartimento dei neutrofili, riducendo il numero di PMN o inibendo la loro risposta funzionale. Quest'ultimo può essere ottenuto riducendo l'attivazione dei neutrofili o smorzando gli effetti dei mediatori derivati ​​dai neutrofili. Numerosi studi in corso mirano quindi a manipolare i neutrofili per il trattamento di diverse malattie, con approcci terapeutici che includono il targeting dello sviluppo e della produzione dei neutrofili, l'interferenza con l'accumulo di neutrofili nel sito di infezione o infiammazione e l'inversione dei cambiamenti dannosi del fenotipo dei neutrofili che si verificano durante determinate condizioni patologiche. In passato, gli sforzi per lo sviluppo di farmaci hanno sempre evitato di prendere di mira il PMN, principalmente per paura di gravi complicazioni infettive. Diversi studi suggeriscono l'esistenza di una finestra terapeutica di attenuazione dei processi infiammatori mediati dai neutrofili senza interferire con la difesa dell'ospite mediata dai neutrofili. È possibile immaginare lo sviluppo di agenti in grado di bloccare determinate funzioni dei neutrofili compromettendo solo modestamente la difesa dell'ospite. Pertanto, le conoscenze raccolte sul ruolo dei PMN nella salute e nella malattia porteranno allo sviluppo di strategie terapeutiche mirate a caratteristiche specifiche della biologia dei PMN.

Lo studio del PMN nelle malattie infiammatorie ha recentemente introdotto il concetto di eterogeneità e plasticità dei neutrofili, che si suggerisce si verifichi in modo dipendente dal contesto. In condizioni infiammatorie specifiche i PMN sono in grado di modificare i loro fenotipi e le loro proprietà molecolari. Tuttavia, la diversità fenotipica e funzionale del PMN è mal compresa nella patogenesi dell'AR e per lo più trascurata in risposta ai trattamenti attuali, compresi quelli che coinvolgono mAbs. Lo studio dell'eterogeneità dei neutrofili ha una significativa rilevanza terapeutica. In particolare, l'identificazione e la caratterizzazione dei sottoinsiemi di PMN consentirà di colpire una specifica sottopopolazione di PMN con funzioni deleterie, mitigando i loro aspetti dannosi senza compromettere la difesa dell'ospite. Sarà inoltre possibile rafforzare i sottoinsiemi di PMN che mostrano funzioni benefiche.

Vale la pena ricordare che fino a poco tempo fa si pensava che i PMN appartenessero a una popolazione di cellule relativamente omogenea. Tuttavia, un numero crescente di studi ora mostra eterogeneità nella morfologia, fenotipo, funzione o una combinazione di questi fattori, in particolare in varie malattie tra cui l'AR. Tuttavia, non è ancora chiaro se tali popolazioni rappresentino stati diversi di uno spettro di polarizzazione continua o riflettano altre caratteristiche del compartimento PMN con differenze funzionali intrinseche. Nell'uomo, uno dei sottotipi di PMN identificati è il neutrofilo a bassa densità (LDN). È stato riconosciuto per la prima volta quando il PMN è stato co-segregato con cellule mononucleate dopo l'isolamento del gradiente di densità nei pazienti con lupus eritematoso sistemico (LES) e AR. Tuttavia, il ruolo fisiopatologico di queste cellule a bassa densità non è chiaro, specialmente nel contesto dell'AR. I granulociti a bassa densità (LDG) sono eterogenei e potrebbero rappresentare neutrofili immaturi e parzialmente degranulati che si comportano in modo diverso a seconda della malattia o, possibilmente, anche un sottoinsieme patologico di neutrofili che non si sono differenziati correttamente. Non è noto se gli LDG siano una causa o una conseguenza della malattia.

Diversi studi hanno utilizzato la trascrittomica del sangue intero per cercare potenziali biomarcatori per prevedere la risposta agli agenti biologici nell'AR, ma non esiste una chiara correlazione tra i dati di diversi studi e nessun biomarcatore candidato è passato a una diagnosi clinica. Inoltre, gli studi trascrittomici che coinvolgono PMN sono scarsi. Wright e collaboratori hanno studiato il trascrittoma del profilo dei neutrofili del sangue periferico purificato da pazienti affetti da AR in risposta al trattamento anti-TNFa. Tuttavia, questo studio è stato eseguito utilizzando preparazioni di PMN totale senza distinzione di sottoinsiemi di PMN. Pertanto, i ruoli biologici/patobiologici delle sottopopolazioni eterogenee di neutrofili (incluso LDG) restano da chiarire. Allo stesso modo, se e come il PMN possa modulare le proprietà di altre cellule mieloidi nei pazienti affetti da AR è ancora poco esplorato.

Prendendo in considerazione il bisogno clinico insoddisfatto e le prospettive terapeutiche, il nostro obiettivo è studiare le alterazioni fenotipiche e funzionali nei PMN e nelle cellule mieloidi nei pazienti affetti da AR. Sebbene i dati trascrittomici disponibili siano informativi, sono necessari dati sulla secrezione proteica e sull'attivazione funzionale per analizzare ulteriormente la funzione/disfunzione dei neutrofili nei pazienti affetti da AR. In questo contesto, i ricercatori adotteranno un approccio unico per caratterizzare le proprietà di PMN (e sottoinsiemi) e sottopopolazioni mieloidi.

Rispondere a questa domanda può avere importanti implicazioni per la progettazione di nuove terapie mirate che influenzano la funzione disregolata dei neutrofili e/o neutralizzano i fattori che promuovono l'infiammazione neutrofila o la loro interazione con sottoinsiemi di cellule immunitarie patogene (come i monociti). Può anche migliorare la gestione dei pazienti affetti da AR con le attuali terapie aiutando a somministrare il farmaco giusto al paziente giusto.

Nonostante i progressi nel campo, le esigenze rimangono insoddisfatte, non da ultimo nell'attuale assenza della capacità di prevedere, prevenire e curare la malattia, ma anche nella previsione di quali pazienti rispondono a una particolare terapia. È chiaro che i nostri obiettivi di Neutro-ARTherapy sono conformi alla prospettiva di una migliore comprensione dei meccanismi patogenetici coinvolti nell'AR, aumentando a sua volta le nostre conoscenze nel campo e portando infine alla scoperta di agenti terapeutici biologici con un processo decisionale e una medicina più precisi. prescrizione terapeutica basata.