Dottorato in BIOLOGIA CELLULARE E DELLO SVILUPPO

Titolo della tesi: New inflammatory features of human T helper 17 cells in health and multiple sclerosis

Abstract (English) T helper (Th)17 cells protect from infections but are pathogenic in multiple sclerosis (MS). However, the pathogenic mechanisms of Th17 cells are not completely defined. To gain insight into the functions of human Th17 cells, we used two approaches: 1) comparison of typical features of Th17 cells in MS and healthy donors (HD); 2) differential transcriptomic profile of human inflammatory and regulatory Th17 cells. In the first part of the study, we differentiated naïve CD4 T cells from MS patients and HD in presence of IL-1β, IL-6, TGF-β, and IL-23. Then, we analysed several parameters that typify the Th17 profile and we found that expression of IL-21, LTA, IL-2 and IL-1R1 is significantly increased in Th17 from MS compared to Th17 from HD. In the second part, we performed a transcriptome analysis of human Th17 cells generated in presence (inflammatory Th17) and absence (regulatory Th17) of IL-1β. Comparison of these profiles identified the molecular inflammatory signature of human Th17 cells. Among inflammatory genes, we selected novel factors (IFNK, LTA, IL1A, PDGFA) and transcriptional regulators (HOPX, SOX2), whose expression was independently validated. Collectively, these results reveal new Th17 inflammatory molecules that could become new biomarkers or new therapeutic targets for MS. Abstract (Italian) Le cellule T helper (Th)17 proteggono dalle infezioni ma sono patogeniche nella sclerosi multipla (SM). Tuttavia i meccanismi patogenici delle Th17 non sono completamente definiti. Per approfondire le funzioni delle Th17 umane, abbiamo utilizzato due approcci: 1)confronto delle caratteristiche tipiche delle Th17 in pazienti con SM e in donatori sani (HD); 2)profilo trascrittomico differenziale delle Th17 umane infiammatorie e regolatorie. Come primo approccio, abbiamo differenziato i linfociti T CD4 naïve da pazienti SM e HD con IL-1β, IL-6, TGF-β e IL-23. Quindi abbiamo analizzato diversi parametri tipici del profilo Th17 e abbiamo scoperto che l'espressione di IL-21, LTA, IL-2 e IL-1R1 è significativamente aumentata in Th17 da SM rispetto a Th17 da HD. Nel secondo approccio, abbiamo eseguito l'analisi del trascrittoma di cellule Th17 umane generate in presenza (Th17 infiammatoria) e assenza (Th17 regolatrice) di IL-1β. Il confronto di queste cellule ci ha permesso di identificare il profilo molecolare infiammatorio delle Th17 umane. Tra i geni infiammatori, abbiamo selezionato nuovi fattori (IFNK, LTA, IL1A, PDGFA) e regolatori trascrizionali (HOPX, SOX2), la cui espressione è stata validata in esperimenti indipendenti. Questi risultati rivelano nuove molecole infiammatorie delle Th17 umane, che potrebbero diventare nuovi biomarcatori o nuovi bersagli terapeutici per la SM.