The double face of cutaneous MSCs: a target to hit or a therapeutic tool in psoriasis

Mesenchymal stem cells (MSCs) are self-renewal multipotent stem cells. MSCs isolated from skin of psoriatic patients show typical features of psoriatic lesions, confirming MSCs are strictly related to disease onset. Present work focused on three aspects related to MSCs isolated from psoriatic patients (PSO-MSCs) not yet known. Firstly, the efficacy of two TNF-α inhibitors used for psoriasis on PSO-MSCs was evaluated. Moreover, it was considered if healthy MSCs, having immunomodulatory and repair-promoting properties, can ameliorate PSO-MSCs inflammatory state. Finally, the effect of PSO-MSCs on keratinocytes (KCs) was studied. MSCs were isolated from skin of psoriatic patients before (PSO-MSCs T0) and after 12 weeks treatment with anti-TNF-α drugs (T12), and from healthy people (H-MSCs). Cells were characterized following minimal criteria of Dominici. The expression of 22 cytokines of Th1, Th2 and Th17 pathways showed that PSO-MSCs T0 had a dysregulated immunological profile but a 12 weeks therapy was able to counterweight altered levels of cytokines. To evaluate if H-MSCs, as cells with immunomodulatory properties and producers of a not-inflamed microenvironment, can positively influence non-treated PSO-MSCs, an indirect co-culture was made. A 72 hours co-culture reduced the hyperproliferation of PSO-MSCs and rebalanced cytokines levels, in a comparable way of biological therapies previously considered. Lastly, to deepen the effect of PSO-MSCs on KCs, PSO-MSCs were indirectly co-cultured with a KCs cell line, the HaCaT. Used co-culture conditions did not induce a variation in cell proliferation; even more, analyses on the secretome can not clarify whether MSCs can move KCs towards psoriasis. In conclusion, our study proves that biological treatments in use for psoriasis are effective also at the staminal level of the skin. In addition, healthy MSCs can invert the psoriatic MSCs profile towards a more physiological one, making H-MSCs a promising therapeutic tool.

Le cellule staminali mesenchimali (MSCs) sono cellule staminali multipotenti. Le MSCs isolate dalla cute di pazienti psoriasici hanno caratteristiche tipiche delle lesioni, a prova di come siano strettamente coinvolte nell’insorgenza della malattia. Il presente lavoro si è focalizzato su tre aspetti correlati alle MSCs isolate da pazienti psoriasici (PSO-MSCs) non ancora noti. In primo luogo, è stata valutata l’efficacia di due inibitori del TNF-α usati nel trattamento della psoriasi sulle MSCs. È stato poi considerato il ruolo delle MSCs sane, in quanto cellule con proprietà immunomodulatorie, nel ridurre lo stato infiammatorio delle PSO-MSCs. Infine, è stata studiata la capacità delle PSO-MSCs di stimolare i cheratinociti (KCs) in senso psoriasico. Le MSCs sono state isolate dalla cute di pazienti psoriasici prima (PSO-MSCs T0) e dopo 12 settimane di terapia con anti-TNF-α (T12), e da persone sane (H-MSCs). Le cellule sono state caratterizzate secondo i criteri minimi di Dominici. L’analisi di citochine dei pathway Th1, Th2 e Th17 rivelava che le PSO-MSCs T0 avevano un profilo immunologico alterato; la terapia ristabiliva valori vicini a quelli fisiologici. Per valutare l’influenza delle H-MSCs sulle PSO-MSCs T0, si è eseguita una co-coltura indiretta. Dopo 72 ore l’iperproliferazione delle PSO-MSCs era ridotta e i livelli delle citochine riequilibrati, in maniera comparabile alle terapie prima valutate. Infine, è stato approfondito l’effetto delle PSO-MSCs sui KCs tramite co-coltura indiretta con una linea di KCs umana, le HaCaT. Le condizioni di co-coltura usate non inducevano variazione nella proliferazione cellulare; le analisi sul secretoma non chiariscono se le MSCs stimolino i KCs in senso psoriasico. In conclusione, il nostro studio prova che le terapie biologiche in uso per la psoriasi agiscono anche a livello staminale. Inoltre le H-MSCs, in quanto capaci di stimolare le PSO-MSCs verso un profilo più fisiologico, sono un promettente strumento terapeutico.