Biotecnologie Per La Medicina Molecolare - 41 Ciclo

La psoriasi e una malattia infiammatoria della pelle, cronica ed autoimmune, caratterizzata dall’iperproliferazione e da un non corretto differenziamento dei cheratinociti. E inoltre sostenuta da un infiltrato infiammatorio principalmente composto da linfociti Th17 e Th1. Sebbene la predisposizione genetica e i fattori ambientali contribuiscano allo sviluppo della malattia, recenti studi suggeriscono un forte legame tra il metabolismo cellulare, in particolare del ferro, e la disregolazione immunitaria. Il ferro e essenziale sia per il rinnovamento delle cellule epidermiche, sia per il corretto funzionamento delle cellule immunitarie. Infatti, la disregolazione del metabolismo del ferro e implicata in diverse malattie infiammatorie croniche, in quanto può indurre stress ossidativo, l’attivazione dell'inflammasoma e la riprogrammazione metabolica delle cellule immunitarie. Diversi studi hanno dimostrato l’alterazione dei livelli di ferro nel siero e nelle lesioni dei pazienti psoriasici, in associazione ad una aumentata espressione dei livelli di ferritina, del recettore della transferrina e della lipocalina-2. Tuttavia, il ruolo meccanicistico del ferro nel microambiente infiammatorio psoriasico e nella progressione della malattia rimane poco chiaro. Questo progetto si propone di esaminare in maniera sistematica come il ferro influenzi il comportamento delle cellule immunitarie, l'attivazione dei cheratinociti e l'infiammazione cutanea cronica, e di esplorare nuove strategie terapeutiche basate sulla modulazione dei livelli di ferro. Gli obiettivi di questo progetto sono:

1. Caratterizzare il metabolismo del ferro nelle lesioni psoriasiche e nella circolazione sistemica rispetto ai controlli sani.
2. Definire l'effetto del sovraccarico e della deplezione di ferro sulla proliferazione dei cheratinociti, sul rilascio di citochine e sullo stress ossidativo.
3. Indagare in vitro come la disponibilità di ferro influenzi le diverse sottopopolazioni di cellule immunitarie, in particolare le cellule Th17, i macrofagi e i neutrofili.
4. Valutare l'efficacia terapeutica di composti che modulano i livelli di ferro (es. deferoxamina, nanoparticelle di ferro, analoghi dell’epcidina) in modelli preclinici di psoriasi.

Metodologia

1. Raccolta biopsie cutanee da pazienti psoriasici e controlli sani.
   1. Misurazione dei livelli di ferro, ferritina, transferrina e lipocalina-2 (ELISA,ICPMS).
   2. Immunoistochimica e analisi di espressione genica per i trasportatori del ferro (DMT1, FPN1), le proteine di storage (FTH1, FTL) e le citochine infiammatorie (IL-17A, IL-23, TNF-α).
2.  Modelli In Vitro
   1. Somministrazioni di compound a base di ferro (ferlixit e FAC) e chelanti del ferro (deferoxamina, DFO) in linee cellulari di cheratinociti umani immortalizzati (HaCaT) e cheratinociti umani primari (NHEK).
   2. Sistemi di co-coltura con cellule mononucleate del sangue periferico (PBMCs) o Th17 polarizzati per valutare gli effetti paracrini.
   3. Misurazione di ROS (saggio DCFH-DA), valutazione del profilo citochinico (Luminex) e analisi del ciclo cellulare.
3. Studi sulle cellule immunitarie
   1. Isolamento di cellule T CD4+, macrofagi e neutrofili dal sangue dei pazienti.
   2. Modulazione del ferro per valutare gli effetti sul differenziamento, secrezione di citochine e riprogrammazione metabolica (saggi di citofluorimetria e Seahorse).

Questo progetto contribuirà a chiarire il ruolo del metabolismo del ferro nella regolazione della risposta immunitaria nella psoriasi e valuterà l'efficacia di interventi basati su chelanti del ferro o sul targeting delle vie metaboliche del ferro come strategie terapeutiche complementari.