Modulazione del fenotipo cellulare indotto da radioterapia ipofrazionata in un modello murino di glioma

Negli ultimi anni nuove tecnologie, che prendono il nome di Next-generation sequecing (NGS), sono state sviluppate al fine di stabilire il profilo genetico delle singole cellule, permettendo un nuovo approccio allo studio della diversità delle cellule immunitarie. Una di queste tecnologie è il sequenziamento dell'RNA a livello di cellula singola (scRNA-Seq). In questo studio abbiamo valutato l’effetto a lungo termine (21 giorni) dell’esposizione a radioterapia ipo-frazionata (RT) sulle cellule non tumorali in un modello murino di glioma di alto grado. Topi maschi del ceppo C57Bl/6 sono stati divisi in due gruppi e sottoposti a trattamento sham o mediante RT. Due animali per gruppo sono stati selezionati per effettuare il scRNA-Seq a livello del tessuto cerebrale. Per ciascun’analisi 10mila cellule sono state processate tramite la piattaforma Chromium (10X) utilizzando la libreria “Chromium Single Cell 3’”. Le matrici di espressione genica grezza generate con CellRanger (v3.0.2) sono state analizzate mediante il software Seurat R (v4.0.1) e includendo nell’analisi solo le cellule che esprimevano almeno 700 geni (6'931 e 8'186 cellule per veicolo e RT rispettivamente). Le cellule tumorali sono state identificate mediante genotipizzazione utilizzando il softaware Souporcell e rimosse dall'analisi. La tecnica scRNA-Seq ha rivelato la presenza di 25 differenti cluster cellulari (con esclusione di 4 cluster di cellule tumorali). I cluster identificati includevano fenotipi differenti cellule di origine mieloide (macrofagi e microglia), cellule dendritiche, linfociti B e T, natural killer (NK) più cellule endoteliali, podociti, oligodendrociti, neuroni e astrociti. A 21 giorni dall’esposizione a RT si assiste ad un aumento relativo di macrofagi con riduzione dell’espressione di Tgfb1 e TSPO ma non di TREM2 e di linfociti T, soprattutto regolatori, con aumento dell’espressione di trascritti legati a infiammazione e metabolismo. Infine, il trattamento radioterapico induce un aumento di marcatori di reattività astrocitaria, stress cellulare e neuroprotezione come Lgal3, Nupr1 e Igfbpl1. In conclusione, a tre settimane dalla somministrazione di RT sono ancora presenti modificazioni della risposta immunitaria legata a macrofagi e linfociti e modificazioni a carico degli astrociti probabilmente legate al danno cellulare.