Ceppi clinici precoci di P. aeruginosa inducono maggiore infiammazione in vitro, mentre ceppi clonali tardivi, isolati dallo stesso paziente FC dopo anni di colonizzazione polmonare, stimolano la produzione diMMP-9, una metalloproteasi coinvolta nel rimodellamento tissutale. In modelli murini di infezione acuta e cronica polmonare, il ceppo precoce è molto virulento e causa mortalità,mentre solo gli isolati tardivi sono in grado di persistere nelle vie aeree fino a tre mesi, suggerendo un cambiamento nel fenotipo batterico. Rispetto al ceppo precoce, questi ceppi tardivi inducono una minore risposta infiammatoria che tende a decrescere durante l’infezione, ad eccezione delle citochine (proteine) correlate alla polarizzazione linfocitaria e al danno tissutale, che rimangono elevate, soprattutto l’interleuchina IL-17.Inoltre, i polmoni murini infetti cronicamente con gli isolati tardivi hanno alti livelli di marcatori di danno tissutale, in particolare glicosamminoglicani solfati (sGAG) e MMP-9. Livelli elevati di IL-17 e sGAG sono stati misurati negli espettorati e nei lavaggi nasofaringei di pazienti FC colonizzati da P. aeruginosa. I risultati del progetto indicano che isolati precoci di P. aeruginosa inducono infiammazione, mentre i ceppi adattati alle vie aeree FC, eludendola risposta immunitaria, sono responsabili di danno ai tessuti. L’identificazione dei sGAG, MMP-9 e IL-17 come attori nel processo del danneggiamento tissutale apre la strada all’uso di inibitori specifici a scopo terapeutico in FC.
A P. aeruginosa early strain of CF origin induced higher levels of inflammatory markers in vitro, while the late clonal strains, isolated after years of colonization from the same patient, stimulated the production ofMMP-9, a marker of tissue damage. In the agar-beads modelin C57BL/6NCrlBR mice, the early isolate was more virulent and caused death, while only adapted isolates were able to establish long-term chronic infection with a stable bacterial load over the course of three months, suggesting a change in bacterial phenotype. Lung amounts of cytokines/chemokines involved in leukocytes recruitment were lower after infection with late strains compared to early strain, confirming a reduced inflammatory potential, and decreased during the course of P. aeruginosa infection. MCP-1, IL-17, IFN-γ andTNF-α levels remained instead high in infected mice, and this correlated with lymphocytes polarization and tissue damage. Also sulphatedglycosaminoglycans (sGAG), MMP-9 andTGF-b were found to be significantly upregulated within the chronically infected mice, likely aggravating airways damages. Similar results were obtained also in gut-corrected CF mice after chronic infection with a P. aeruginosa late strain. Validation in induced sputa and nasopharyngeal aspirates from CF patients confirmed higher levels of IL-17A in chronically infected patients, while cytokines correlated to the innate immune response and sGAG were elevated both inintermittently and chronically infected patients, in comparison to patients free from P. aeruginosa.The results of the project indicate that P. aeruginosa early isolates trigger inflammation, while late adapted strains induce tissue damage, in particular in terms of elevated MMP-9 and sGAG levels, probably through a Th17 response.
