Valutazione dell'attivazione dell'inflammasoma nelle malattie autoinfiammatorie mediante citofluorimetria

Abstract

Gli inflammasomi sono complessi citosolici multiproteici che si assemblano a partire da sensori dell’immunità innata che la cellula utilizza per rilevare segnali di pericolo. Essi attivano caspasi infiammatorie, inducendo una cascata di eventi molecolari che porta al rilascio di citochine infiammatorie e alla perdita di integrità cellulare.

Studi recenti mostrano come la disregolazione delle vie di attivazione dell’inflammasoma sia coinvolta nella patogenesi di diverse malattie metaboliche, tumorali e autoinfiammatorie. Le malattie autoinfiammatorie (AIDs, Autoinflammatory diseases) sono patologie causate da disfunzioni primarie del sistema immunitario innato; vengono anche classificate come “sindromi da febbri periodiche”, e si presentano con febbri ricorrenti ed episodi di infiammazione sistemica e/o organo- specifica. La sottoclasse di sindromi autoinfiammatorie mediate da interleuchina-1 (IL-1) è costituito da malattie monogeniche causate da mutazioni a carico di geni codificanti diverse proteine dell’inflammasoma.

Il presente elaborato tratterà in particolare le sindromi periodiche associate a criopirina (CAPS, Criopyrin-associated Periodic Syndromes), dovute a mutazioni del gene NLRP3, e la febbre Mediterranea familiare (FMF) associata a mutazioni del gene MEFV.

L’analisi di molecole correlate all’ assemblaggio e all’attivazione dell’inflammasoma (ASC speck; caspasi-1, gasdermina), mediante citometria a flusso, permette di quantificare l’impatto delle mutazioni sull’attività dell’inflammasoma stesso. In particolare, questo tipo di approccio risulta utile per l’inquadramento di pazienti con malattie autoinfiammatorie, per lo studio di meccanismi patogenetici ad esse correlati e per l’identificazione di nuovi target terapeutici.

Inflammasomes are multiprotein cytosolic complexes that assemble from innate immune sensors used by the cell to detect danger signals. They activate inflammatory caspases, inducing a cascade of molecular events that leads to the release of inflammatory cytokines and the loss of cellular integrity. Recent studies show that the dysregulation of inflammasome activation pathways is involved in the pathogenesis of various metabolic, neoplastic, and autoinflammatory diseases. Autoinflammatory diseases (AIDs) are diseases caused by primary dysfunctions of the innate immune system; they are also classified as “periodic fever syndromes” and present with recurrent fevers and episodes of systemic and/or organ-specific inflammation. The subset of IL-1-mediated autoinflammatory syndromes consists of monogenic diseases caused by mutations affecting inflammasome proteins. This thesis will focus specifically on Cryopyrin-Associated Periodic Syndromes (CAPS), caused by mutations in the NLRP3 gene, and familial Mediterranean fever (FMF), associated with mutations in the MEFV gene. The analysis of molecules related to inflammasome assembly and activation (ASC specks, caspase-1, gasdermin) via flow cytometry allows for the quantification of the impact of these mutations on inflammasome activity itself. In particular, this type of approach is useful for the clinical characterization of patients with autoinflammatory diseases, for the study of their related pathogenic mechanisms, and for the identification of new therapeutic targets.