Diabetes

Introduzione: Il trapianto di isole è limitato dalla scarsa sopravvivenza e dalla mancata funzione a lungo termine del graft. Lo stress ossidativo svolge un ruolo chiave nell'attivazione dell'immunità alloreattiva e autoreattiva verso le isole trapiantate. In particolare, la produzione dei ROS (Reactive oxygen species) attiva dei pathways di ossidoriduzione coinvolti nella sopravvivenza delle cellule, e contribuisce ai meccanismi effettori dell’immunità innata, responsabili del rigetto del tessuto. Pertanto, modulare lo stress ossidativo tramite l’incapsulazione delle isole con un antiossidante può ritardare il rigetto immuno-mediato.
Obiettivo dello studio: Generare un materiale di incapsulamento per le isole con capacità immunosoppressive.
Materiali e metodi: E’ stato generato un materiale di spessore inferiore ai 100 nm (nanothin) contenente acido tannico (TA), un composto polifenolico con effetti redox e antinfiammatori e poli(N-vinilpirrolidone) (PVPON), un polimero biocompatibile. Isole allogeniche di topi  C57BL/6 sono state incapsulate in PVPON/TA e trapiantate in topi NOD diabetici e la funzione del trapianto è stata seguita nel tempo.  
Risultati: In assenza di immunosoppressione sistemica, i topi diabetici riceventi le isole incapsulate PVPON/TA hanno mantenuto la normoglicemia e ritardato il rigetto del graft significativamente più a lungo rispetto alle isole non incapsulate. Il trapianto di isole incapsulate (PVPON/TA) ha mostrato capacità di immunomodulazione, come evidenziato dagli studi di espressione genica e in citometria a flusso, che hanno rivelato una riduzione significativa dell'infiltrazione delle cellule immuni, della sintesi di ROS, della produzione di citochine e chemochine infiammatorie, una diminuzione delle risposte T CD8 effettrici e un corrispettivo aumento dei macrofagi con fenotipo M2.
Conclusione: gli autori dimostrano che la riduzione dello stress ossidativo a seguito di allotrapianto di isole incapsulate (PVPON/TA) può indurre immunosoppressione localizzata e prolungare la sopravvivenza delle isole trapiantate.
Commento editoriale: questo lavoro dimostra che incapsulare le isole con PVPON/TA può prolungare la sopravvivenza delle isole e ritardare la risposta sia auto che alloimmune, in assenza di immunosoppressione sistemica. Sono tre i concetti importanti di questo paper: 1) l’incapsulazione conformazionale, con materiali biocompatibili e nanothin, 2) la funzionalizzazione delle capsule con composti chimici che agiscono localmente, 3) l’immunosoppressione basata sul controllo dello stress ossidativo, tramite la soppressione della sintesi dei radicali liberi. Sono necessari studi futuri per andare più a fondo nei meccanismi innescati dalla presenza dell’acido tannico (pathways di MAPK, JAK/STAT; NF-kB?) e per capire se gli stessi effetti si osservano dopo trapianto di isole umane. Dati ancora non pubblicati suggeriscono che questo tipo di incapsulazione sia utile anche per le isole di maiale, evidenza che amplierebbe ulteriormente le potenzialità di questo approccio.

A cura di Valeria Sordi e Margherita Occhipinti

Barra JM, Kozlovskaya V, Kharlampieva E, Tse HM. Localized Immunosuppression with Tannic Acid Encapsulation Delays Islet Allograft and Autoimmune-Mediated. Diabetes 2020 Jun 25; doi: 10.2337/db20-0248