Dottorato in TECNOLOGIE INNOVATIVE NELLE MALATTIE DELLO SCHELETRO,
DELLA CUTE E DEL DISTRETTO ORO-CRANIO-FACCIALE

Titolo della tesi: Modificazioni morfologiche e immunofenotipiche degli adipociti midollari umani nella patologia neoplastica dell’osso e del midollo osseo.

Il tessuto adiposo midollare (Bone Marrow Adipose Tissue, BMAT) occupa più dei due terzi del volume del midollo osseo nella vita adulta. Secondo studi recenti, gli adipociti che lo costituiscono (Bone Marrow Adipocytes, BMAds), a cui è stata a lungo attribuita una semplice funzione di “riempimento”, posseggono caratteristiche metaboliche e funzionali uniche attraverso le quali regolano numerosi processi fisiologici come lo sviluppo dell’ematopoiesi, il metabolismo osseo e l’homing delle cellule del sistema immunitario. Le stesse caratteristiche sembrano essere alla base di un inatteso coinvolgimento dei BMAd in diverse condizioni patologiche. In particolare numerosi studi hanno dimostrato che i BMAd sono capaci di interagire con diversi tipi di neoplasie midollari primitive o secondarie. Si tratta, tuttavia, di studi condotti prevalentemente in sistemi sperimentali ex vivo e focalizzati sul cross-talk molecolare tra BMAd e tumore che hanno lasciato ampiamente inesplorati gli effetti delle cellule neoplastiche sulle caratteristiche morfo- funzionali dei BMAd e sul loro processo di differenziamento. Per tale ragione, in questo studio abbiamo analizzato le caratteristiche morfologiche ed immunofenotipiche dei BMAd in situ in biopsie osteomidollari sede neoplasia e abbiamo iniziato ad esplorare, in un sistema sperimentale in vitro, gli effetti delle cellule neoplastiche sul processo di formazione dei BMAd dalle cellule staminali scheletriche da cui originano. Lo studio morfo-fenotipico è stato condotto su biopsie osteomidollari selezionate dall’archivio dell’Anatomia patologica dell’Azienda Ospedaliero-Universitaria Policlinico Umberto I di Roma e ottenute da pazienti affetti da metastasi ossee di neoplasie epiteliali e non epiteliali (gruppo MET), da neoplasie mieloproliferative croniche con mielofibrosi di grado 3 (gruppo MPN-MF) o da leucemia linfatica cronica (gruppo CCL), questa ultima in forma “accelerata” (gruppo CLL-Acc) o in forma classica (gruppo CLL-Cla) come precedente diagnosticato su linfonodo. Biopsie osteomidollari eseguite per stadiazione di processi linfoproliferativi e risultate esenti da neoplasia o da patologie di altro tipo sono state selezionate come controllo (gruppo CONTR). Dalle inclusioni in paraffina sono state ottenute sezioni istologiche utilizzate per valutazioni istomorfometriche e immunoistochimiche secondo metodiche standard. L’analisi istomorfometrica ha dimostrato una riduzione significativa del numero di BMAd in tutti gruppi di biopsie affette da patologia neoplastica rispetto ai controlli. Nei gruppi MET e MPN-MF si è registrata, inoltre, una riduzione significativa anche nelle dimensioni dei BMAd rispetto ai controlli. L’analisi immunofenotipica ha dimostrato interessanti differenze nella percentuale di BMAd esprimenti adiponectina e pHSL che erano, rispettivamente ridotta e aumentata in modo significativo in tutti le biopsie affette da neoplasia rispetto ai controlli. Le immunocolorazioni, hanno inoltre, messo in evidenza la presenza di aspetti inediti dei BMAd, in particolare una morfologia c.d. rimodellata nella biopsia vertebrale sede di localizzazione di glioma. Gli esperimenti in vitro hanno dimostrato variazioni di espressione di geni codificanti per proteine della matrice extracellulare, per marcatori di lineage e differenziamento adipogenico e per membri del pathway Wnt/β-catenina, rivelando nel complesso un effetto delle cellule neoplastiche di inibizione del fenotipo BMAd e di promozione di un fenotipo fibroblastico nelle cellule staminali scheletriche. In conclusione, questo studio dimostra per la prima volta che in presenza di neoplasie nel midollo osseo i BMAd subiscono significativi cambiamenti quantitativi e morfo-fenotipici in situ che riflettono la loro funzione di supporto delle cellule tumorali e che potrebbero avere anche importanti implicazioni diagnostiche. Questi risultati forniscono importanti dati preliminari per studi futuri da condurre su diversi tipi di neoplasie e su più ampie coorti di pazienti per chiarire ulteriormente le interazioni tra BMAd e neoplasie nel microambiente midollare. Inoltre, i risultati ottenuti dimostrano la presenza di effetti patologici delle cellule neoplastiche sul processo di differenziamento delle cellule staminali scheletriche da cui i BMAd originano.