Le cellule stromali mesenchimali di derivazione midollare (Bone marrow-derived mesenchymal stromal cells, BM-MSC) sono precursori stromali dotati di estese capacit\ue0 immunomodulatorie. Nel presente studio, ci siamo posti l\u2019obiettivo di verificare se le BM-MSC potessero influenzare le risposte biologiche di neutrofili umani in cocultura dopo stimolo dei loro Toll-like receptors (TLR) -3 e -4. Dimostreremo come l\u2019attivazione del TLR3 da parte del suo ligando poly(I:C) determini un drammatico aumento dell\u2019effetto antiapoptotico esercitato costitutivamente su neutrofili in cocultura dalle BM-MSC in condizioni basali, in modo pi\uf9 significativo dell\u2019attivazione del TLR4 da parte del lipopolisaccaride (LPS). Inoltre, le BM-MSC stimolate da TLR3 e TLR4 aumentano il burst respiratorio e l\u2019espressione del CD11b dei neutrofili. La cocultura in assenza di contatto cellulare e l\u2019incubazione dei neutrofili nei supernatanti raccolti da BM-MSC attivate da TLR3 e TLR4 determinano effetti paragonabili in termini di aumento di sopravvivenza e di modifiche immunofenotipiche, fatto che suggerisce il coinvolgimento di fattori solubili endogeni. Esperimenti di blocco con anticorpi monoclonali rivelano come gli effetti biologici esercitati sui neutrofili dalle BM-MSC dopo stimolo del TLR3 siano mediati dall\u2019azione combinata di IL-6, IFN-\u3b2 e GM-CSF, mentre quelli esercitati dopo stimolo del TLR4 siano per lo pi\uf9 dipendenti dalla produzione di GM-CSF. Cellule stromali mesenchimali derivate dal timo, dalla milza e dal tessuto adiposo sottocutaneo hanno mostrato comportamento simile alle BM-MSC.
Complessivamente, i nostri risultati evidenziano un nuovo meccanismo biologico tramite cui le cellule stromali mesenchimali sostengono e amplificano le funzioni dei neutrofili in risposta all\u2019attivazione di TLR3 e TLR4, e possono di conseguenza contribuire alla patogenesi di svariate malattie infiammatorie.Bone marrow-derived mesenchymal stromal cells (BM-MSC) are stromal precursors endowed with extensive immunomodulative properties. In this study, we aimed to assess whether Toll-like receptor(TLR)3- and TLR4-activated BM-MSC influence human neutrophil responses under coculture conditions. We show that TLR3 triggering by poly(I:C) dramatically amplifies, in a more significant manner than TLR4 triggering by LPS, the antiapoptotic effects that resting BM-MSC constitutively exert on neutrophils under coculture conditions. In addition, TLR3- and TLR4-activated BM-MSC enhance respiratory burst ability and CD11b expression by neutrophils. The coculture in the absence of cell contact and the incubation of neutrophils in supernatants harvested from TLR3- and TLR4-activated BM-MSC yield comparable results in terms of increased survival and immunophenotypic changes, thus suggesting the involvement of endogenous soluble factors. Neutralizing experiments reveal that the biological effects exerted on neutrophils by TLR3-activated BM-MSC are mediated by the combined action of IL-6, IFN-\u3b2 and GM-CSF, while those exerted by TLR4-activated BM-MSC mostly depend on GM-CSF. MSC isolated from thymus, spleen and subcutaneous adipose tissue behave similarly.
Therefore, our data highlight a novel mechanism by which MSC sustain and amplify the functions of neutrophils in response to TLR3- and TLR4-activation and may consequently contribute to inflammatory disorders
