Stem Cells
Razionale: Nel corso della retinopatia diabetica, l’iperglicemia persistente è causa della perdita dei periciti retinici e della proliferazione incontrollata delle cellule endoteliali capillari. Le cellule stromali derivate dal tessuto adiposo (ASC) presentano caratteristiche fenotipiche simili a quelle dei periciti: potrebbero quindi rimpiazzare funzionalmente i periciti retinici e normalizzare la microvascolatura retinica durante la progressione della malattia. Notch è un’importante famiglia di proteine coinvolte nell’angiogenesi, nella morfogenesi e nel mantenimento delle strutture vascolari, formata da 4 recettori (NOTCH 1-4) e 5 ligandi di membrana.
Obiettivo: Questo lavoro aveva lo scopo di verificare se la via di segnale di Notch nelle ASC potesse essere alla base della regolazione e della stabilizzazione del network capillare retinico compromesso dalla retinopatia diabetica.
Metodi: Sono state usate ASC estratte da lipoaspirati di donatori anonimi, BREC (cellule endoteliali di retina bovina) ottenute da occhi di vitello e HUVEC (cellule endoteliali della vena del cordone ombelicale) acquistate commercialmente. Il profilo genico dei membri della famiglia Notch è stato analizzato tramite real-time PCR nei tre tipi cellulari. Il knock-down di NOTCH2 nelle ASC è stato ottenuto mediante trasduzione lentivirale di appositi costrutti genici. L’espressione proteica di NOTCH2 e PDGFRβ è stata valutata mediante Western blot, la migrazione attraverso Boyden chambers, la formazione di neovasi in Matrigel, l’adesione delle ASC a monostrati di endotelio mediante conta automatica delle cellule adese dopo 8 e 36 h. Per quanto riguarda il modello animale, topi neonati sono stati mantenuti per 12 giorni in atmosfera iperossica, poi riportati in condizioni di ossigeno normali e contemporaneamente sottoposti ad iniezione intravitreale di ASC wild-tipe o knock-out. Dopo 7 giorni i topi venivano sottoposti a elettroretinografia multifocale, dopodiché gli occhi venivano enucleati, il network capillare retinico marcato con colorante fluorescente verde e le ASC in rosso al fine di valutarne la localizzazione.
Risultati: Le ASC esprimono costitutivamente il recettore 2 di Notch (NOTCH2). Il silenziamento di questo gene disturba la formazione di strutture simil-vascolari da parte delle cellule endoteliali in co-coltura con le ASC stesse. Inoltre, nelle ASC silenziate il recettore di membrana per il PDGFβ è down-regolato, con conseguente effetto negativo sulla migrazione di queste cellule verso i vasi neoformati: in vivo, infatti, il PDGF secreto dall’endotelio agisce come richiamo sui periciti, che vengono attratti verso i neovasi al fine di stabilizzarli. Si è anche visto che ASC silenziate per NOTCH2 iniettate intravitrealmente in topi con retinopatia ossigeno-indotta non erano in grado di impiantarsi nella microvascolatura preesistente, probabilmente a causa del difetto nel recettore per il PDGF. Tuttavia, la capacità pro-angiogenica in vivo delle ASC silenziate non differiva da quella delle cellule di controllo: infatti, l’elettroretinografia multifocale mostrava ampiezze simili delle onde b nelle zone prive di vasi dopo iniezione di ASC silenziate o wild-type.
Conclusioni: I risultati di questo lavoro indicano che NOTCH2 svolge un ruolo essenziale nella vasculogenesi in vitro, mentre quella in vivo sembra maggiormente influenzata da segnali paracrini indipendenti da Notch.
Commento editoriale: La capacità di cellule stromali di facile approvvigionamento, come le ASC derivate dal tessuto adiposo, di sostituire i periciti retinici persi nelle prime fasi della retinopatia diabetica potrebbe potenzialmente rappresentare un interessante ed innovativo approccio alla prevenzione e alla cura della retinopatia diabetica in fase precoce. Il coinvolgimento della via di segnale di Notch è anche interessante, perché si tratta di una via ancestrale molto conservata e non affetta dall’iperglicemia.
A cura di Elena Beltramo, Aurora Mazzeo e Massimo Porta per il Gruppo di Studio Complicanze Oculari del Diabete
Terlizzi V, Kolibabka M, Burgess JK, Hammes HP, Harmsen MC. The Pericytic Phenotype of Adipose Tissue-derived Stromal Cells is Promoted by NOTCH2. Stem Cells 2017, Oct 25 doi: 10.1002/stem.2726. [Epub ahead of print]
