La lesione del midollo spinale (SCI) è il risultato di un danno al midollo spinale causato da vari motivi. La lesione midollare ha un alto tasso di disabilità e attualmente non ci sono opzioni di trattamento efficaci, il che la rende uno dei problemi di salute pubblica più gravi al mondo 1,2. Il processo fisiopatologico della lesione midollare è complesso, diviso in due fasi. Inizialmente, il trauma meccanico della lesione provoca immediatamente una disfunzione cellulare acuta e la morte cellulare. Quindi, il danno secondario porta a un'ulteriore disfunzione cellulare e alla morte cellulare per giorni, settimane o addirittura mesi. Nell'ambito dei meccanismi di lesione secondaria, è stato dimostrato che l'infiammazione è un fattore determinante della gravità del danno secondario, determinando in ultima analisi la morte cellulare e la funzionalità cellulare3. Le caratteristiche delle risposte infiammatorie sono l'infiltrazione e l'attivazione delle cellule infiammatorie all'interno del midollo spinale danneggiato, che portano ad un aumento delle cellule infiammatorie e dei fattori infiammatori, creando un microambiente infiammatorio e causando infine disfunzione del midollo spinale4.
Le microglia nel sistema nervoso centrale (SNC) e i macrofagi infiltranti periferici svolgono un ruolo critico nella risposta infiammatoria a seguito di lesione del midollo spinale (SCI)5,6. Come macrofagi residenti del SNC, le microglia costituiscono il 5%-10% delle cellule del SNC e sono essenziali per il recupero della lesione midollare 7,8. La microglia può inghiottire e rimuovere i detriti cellulari dopo la lesione midollare, mediando la formazione di cicatrici cicatrizzanti 9,10. Tuttavia, un'eccessiva attivazione della microglia può portare a una risposta infiammatoria sostenuta e promuovere la formazione di cicatrici gliali, che impediscono la rigenerazione assonale11. Dopo la lesione midollare, le microglia attivate presentano principalmente due fenotipi: M1-like e M2-like12,13. Il fenotipo M1-like è pro-infiammatorio, promuovendo la sintesi di fattori infiammatori che contribuiscono all'apoptosi cellulare e al danno secondario. Le microglia M1-like hanno anche effetti neurotossici, esacerbando le lesioni e l'apoptosi neuronale14,15. Al contrario, il fenotipo M2-like ha proprietà antinfiammatorie e promuove l'angiogenesi, la rimielinizzazione, la crescita assonale e la riparazione dei tessuti16,17. Le microglia M2-like svolgono un ruolo cruciale nella modulazione dell'infiammazione e dei processi di riparazione.
I macrofagi periferici si infiltrano nel sito della lesione dopo una lesione midollare attraverso le barriere emato-spinali danneggiate e la vascolarizzazione17,18, regolando ulteriormente la risposta infiammatoria, la fagocitosi, la formazione di cicatrici e la rigenerazione del tessuto neurale 19,20. I macrofagi infiltranti periferici possono ridurre la risposta infiammatoria dopo una lesione midollare, fagocitare i detriti tissutali21, promuovere la rigenerazione neurale e il rimodellamento della matrice. Tuttavia, una risposta infiammatoria sostenuta mediata da macrofagi infiltranti periferici può portare a lesioni secondarie, che sono dannose per il recupero a lungo termine22,23. I macrofagi infiltranti periferici M1-like hanno forti capacità fagocitiche e di presentazione dell'antigene, in grado di eliminare le cellule necrotiche24. Tuttavia, la loro eccessiva secrezione di citochine pro-infiammatorie, specie reattive dell'ossigeno (ROS) e specie reattive dell'azoto (RNS) può danneggiare i neuroni e le cellule gliali, portando a un'apoptosi neuronale più grave25. Al contrario, i macrofagi infiltranti periferici M2-like possono inibire l'apoptosi neuronale e mitigare la risposta infiammatoria dopo SCI, promuovendo così la riparazione del tessuto neurale26.
Le microglia attivate e i macrofagi infiltranti perifericamente dopo lesione midollare mostrano somiglianze morfologiche e molecolari di espressione che li rendono difficili da differenziare. La citometria a flusso (FCM), una tecnica ampiamente adottata, viene impiegata per analizzare l'espressione della superficie cellulare e delle molecole intracellulari, identificare diverse sottopopolazioni cellulari e valutare contemporaneamente più parametri delle singole cellule. È stato condotto un test stabile di FCM per distinguere le microglia attivate dai macrofagi infiltranti perifericamente, facilitando lo studio del loro ruolo nella lesione midollare. Questo articolo descrive il metodo di rilevamento stabile che è stato sviluppato.