Effetto del fumo di sigaretta su macrofagi alveolari di topi con diversa sensibilità al fumo e cellule umane di linea U937

La Broncopneumopatia Cronica Ostruttiva (BPCO) è tra le prime cause di disabilità e morte nel mondo. Uno dei principali fattori di rischio per lo sviluppo di tale patologia è rappresentato dal fumo di sigaretta. Tuttavia, solo una piccola percentuale di fumatori cronici sviluppa la malattia. E’ probabile che, oltre ai fattori di rischio ambientale, giochino un ruolo importante anche fattori genetici che predispongono allo sviluppo della BPCO. Studi in vivo hanno dimostrato che topi del ceppo C57Bl/6J, che presentano una deficienza dell’inibitore dell’elastasi 1-antiproteinasi, risultano più sensibili al fumo di sigaretta e sviluppano enfisema, mentre quelli del ceppo ICR hanno normali livelli antielastasici e sono resistenti. Dal momento che i macrofagi alveolari giocano un ruolo centrale nello sviluppo della BPCO, ci siamo proposti di verificare se la diversa sensibilità al fumo osservata in vivo nei topi C57Bl/6J ed ICR possa essere riscontrata anche in vitro nei macrofagi alveolari dei topi di questi due ceppi. I risultati sono stati inoltre paragonati con la risposta al fumo osservata in cellule di linea promonocitiche umane U937. I macrofagi alveolari sono stati isolati dal BAL di topi C57Bl/6J ed ICR e la tossicità del fumo valutata come rilascio di LDH. Nel range di dosi testate (5-50%), il ceppo C57Bl/6J risulta più suscettibile al trattamento rispetto al ceppo ICR, con un incremento significativo di LDH già alla dose 10%. Sebbene sia nota la tossicità del fumo, resta incerto a quale tipo di morte (necrosi o apoptosi) vadano incontro le cellule. La presenza di cellule apoptotiche è stata valutata mediante saggio immunocitochimico per la caspasi-3. Nel ceppo ICR non si riscontrano segni di apoptosi a nessuna dose di trattamento. Nei macrofagi del ceppo C57Bl/6J il numero di cellule apoptotiche aumenta significativamente alla dose più bassa, mentre a quelle più alte prevalgono segni di necrosi. Data l’importanza che riveste il rilascio di citochine nel processo infiammatorio, è stata valutata la presenza di alcune importanti citochine nei media dei macrofagi alveolari, dopo stimolazione con fumo a dosi non tossiche. I risultati evidenziano chiare differenze nei due ceppi. Infatti, nelle cellule del ceppo C57Bl/6J il rilascio della citochina MIP-2 (IL-8 umana) è notevolmente superiore rispetto alle cellule non trattate, ma anche a quelle del ceppo di controllo ICR trattate con la stessa concentrazione di fumo di sigaretta. Un andamento simile si osserva anche per il rilascio della KC, un’isoforma del MIP-2. Di particolare interesse è il risultato ottenuto per le citochine TNF- e IL-6. Infatti, nei topi C57Bl/6J il rilascio di queste due citochine aumenta notevolmente (rispettivamente di 12 e 3 volte rispetto ai propri controlli) mentre, nelle nostre condizioni sperimentali, non si rileva il rilascio di queste due citochine nel ceppo resistente ICR. Nell’insieme, la risposta al fumo di sigaretta, ottenuta nelle cellule di linea promonocitiche umane, ha un andamento molto simile a quello osservato nel ceppo resistente ICR. I risultati ottenuti dimostrano una differente risposta al fumo di sigaretta, sia qualitativa che quantitativa, da parte dei macrofagi alveolari dei ceppi C57Bl/6J (sensibile) ed ICR (resistente), suggerendo che le differenze ritrovate in vivo possano avere una controparte in vitro.