Recensione di pubblicazione da progetto FFC
Electrophysiological evaluation of cystic fibrosis conductance transmembrane regulator (CFTR) expression in human monocytes.
Ettorre M, Verzè G, Caldrer S, Johansson J, Calcaterra E, Assael BM, Melotti P, Sorio C, Buffelli M., Biochim Biophys Acta. 2014 Oct;1840(10):3088-95.
La misura dell’attività della proteina CFTR nei monociti (che si possono ottenere attraverso un semplice prelievo di sangue) potrebbe diventare un nuovo test accurato e specifico per sapere se e quanto è efficace un farmaco somministrato per correggere il difetto di base della malattia. In questo lavoro, frutto dei progetti FFC#26/2011 e FFC#6/2013, gli autori riportano i dati che si ottengono da monociti, isolati sia da soggetti sani che da pazienti FC, quando vengono registrate le correnti dovute al passaggio degli ioni cloro dopo somministrazione di uno stimolo per CFTR. I risultati ottenuti rafforzano l’idea che che i monociti siano una sorgente adatta di cellule primarie (ottenute dalla dissociazione di tessuti ex vivo); inoltre indicano che i saggi di fluorescenza e la tecnica chiamata Patch Clamp rappresentano tecniche sperimentali valide nello studio dell’attività CFTR.
A partire dal 2010, i ricercatori FFC hanno dimostrato che la proteina CFTR è presente in particolari cellule, chiamate “monociti”, che circolano nel sangue (Progetto FFC#6/2010). In seguito, gli stessi ricercatori hanno indagato se queste cellule possono essere utilizzate per valutare gli effetti di nuovi farmaci sulla proteina CFTR mutata, misurando il funzionamento della proteina prima e dopo l’assunzione del farmaco (progetto FFC#26/2011). I risultati sono stati messi a confronto con quelli forniti da altre tecniche correntemente in uso per misurare il funzionamento di CFTR. Con il progetto#26/2011, i ricercatori hanno sostanzialmente messo a punto un metodo per misurare il funzionamento di CFTR mediante saggio di fluorescenza (citometria a flusso). Il metodo pone le basi per utilizzare i monociti come cellule adatte a seguire la variazione di espressione e funzione di CFTR in pazienti FC. Da qui l’esigenza di ulteriori studi, finanziati grazie al progetto FFC#6/2013, che hanno l’obiettivo di tradurre tutti i risultati fin qui ottenuti in un saggio applicabile a un contesto clinico.
Il progetto in questione porta i suoi primi frutti in questo lavoro, dove gli autori mostrano i risultati ottenuti da monociti freschi isolati sia da soggetti sani che da pazienti FC, quando si registrano le correnti dovute agli ioni cloro, in seguito a somministrazione di uno stimolo per la proteina CFTR.
Ricordiamo che CFTR è responsabile del passaggio di ioni cloro attraverso la membrana cellulare e che gli ioni cloro, essendo elettricamente carichi, generano corrente elettrica. Questa corrente può essere registrata per mezzo di Patch Clamp, una tecnica sperimentale introdotta negli anni ’80, utile per misurare le correnti che attraversano singoli canali ionici. Gli ideatori della tecnica sono stati premiati con il Nobel nel 1991.
Gli autori del lavoro si sono avvalsi della tecnica di Patch Clamp per misurare la corrente dovuta agli ioni cloro attraverso CFTR. Le correnti risultano sensibili a specifici inibitori del canale CFTR e sono assenti nei monociti FC nei quali CFTR non funziona. Hanno ripetuto gli esperimenti sia con monociti sani, sia con cellule da pazienti che portano la mutazione F508 del, in presenza del correttore Vertex-325. In quest’ultimo caso, hanno rilevato, attraverso tecniche di microscopia, un aumento dell’espressione di CFTR; e, attraverso saggi di fluorescenza e Patch Clamp, un recupero della sua funzionalità.
I risultati confermano la presenza di CFTR funzionante nei monociti umani, dimostrando che i monociti del sangue possono essere una sorgente valida per cellule primarie, utili ad analizzare il comportamento di CFTR. Non solo, i risultati indicano che saggi di fluorescenza e il Patch Clamp sono metodi validi per verificare l’attività di CFTR su questo tipo di cellule.
Il lavoro ha avuto il supporto della Fondazione Ricerca FC grazie a: Donatori SMS solidale 2011, Delegazione FFC di Varese, Associazione Trentina FC onlus, Delegazione FFC di Minerbe Verona, Delegazione FFC di Imola e Romagna e di Lega Italiana Fibrosi Cistica.
FFC project #26/2011 analysed the presence of CFTR protein in monocytes by flow citometry. The method described was important to set the basis to utilize monocytes as suitable cells to monitor changes in CFTR expression and function in CF patients. Further studies supported by FFC project #6/2013 aim to extend the findings and to translate these results in user-friendly assays more easily applicable to clinical settings.
In this work the authors recorded chloride currents by patch clamp in healthy monocytes, after the administration of a CFTR stimulus. Currents were sensitive to a specific blocker of the CFTR channel, and were absent in CF monocytes. Next, they evaluated the effects of ex vivo exposure of monocytes from cystic fibrosis patients carrying the F508del mutation to a chemical corrector, Vertex-325. They found an increase in CFTR expression by confocal microscopy and a recovery of CFTR function by both patch clamp and single cell fluorescence analysis. This electrophysiological study promotes the use of monocytes as a minimally invasive tool to study and monitor CFTR function in individual patients.
This work was supported by Donatori SMS solidale 2011, Delegazione FFC Varese, Associazione trentina FC onlus, Delegazione FFC Minerbe Verona, Delegazione FFC Imola e Romagna and Lega Italiana Fibrosi Cistica.
