Inibizione del pathway di YAP per la reversione del differenziamento pro-fibrotico delle cellule mesenchimali progenitrici cardiache.

Cardiac fibrosis is a pathological compensatory mechanism of the heart that represents a major detrimental factor for a good cardiac performance and contributes to the progression of heart failure (HF). Cardiac fibroblasts (CFs), exposed to pro-inflammatory and pro-fibrotic stimuli, undergo differentiation, transforming into myofibroblasts (MyoFbs). MyoFbs are proliferative, pro-inflammatory and secretory cells, that produce high amounts of collagen and remodel extensively the surrounding cardiac extracellular matrix (ECM), thereby increasing the cardiac stiffness. It is well documented that the conversion of CFs into MyoFbs is associated to inflammation, ischemic stress conditions and metabolic insults as hyperglycemia, but specific therapies against cardiac fibrosis are still limited and uncertain. Today, general therapies for HF tend to reduce symptoms and seek to decrease morbidity and mortality. In recent years, the importance of mechanotransduction in various cellular mechanisms has emerged. Therefore, it has been hypothesized to directly interfere with the intracellular transduction of cellular mechanical stimuli. One of the most important pathways is the YAP/TAZ transcriptional pathway. Previous studies have shown that Verteporfin (VTP), a drug known for more than 20 years for the photodynamic treatment of degenerative maculopathy, has been successful in reducing fibrosis linked to the development of scars in other diseases. In the present work, we observed the effect of VTP on cardiac MyoFbs and analyzed the possible reduction and formation of myocardial scars.In our experiments, from human auricle biopsies, cardiosphere-derived cells (CDCs) were obtained. These cells were characterized as cardiac mesenchymal progenitor cells. Subsequently, the YAP/TAZ transduction pathway associated with the development of fibrosis was better understood in a murine infarcted heart model. Finally, it has been performed a treatment of CDCs with VTP, both with and without TGF-β, followed by an assessment of the reversion of myofibroblastic phenotype. Our results highlighted a significant reduction in the expression levels of pro-fibrotic genes, leading to a general repression of CF activation. In addition, there was evidence of a reduced proliferation of cardiac MyoFbs. Coherently with the correlation between mechanotransduction and the development of HF, treatment with VTP influences the progression of cardiac fibrosis. This strategy could consequently be efficient as a possible pharmaceutical therapy against myocardial fibrosis and retard the progression of HF.

La fibrosi cardiaca è un meccanismo patologico di compensazione del cuore che influenza negativamente una buona performance cardiaca, contribuendo alla progressione dell'insufficienza cardiaca. I fibroblasti cardiaci (CFs), esposti a stimoli pro-infiammatori e pro-fibrotici, vanno incontro a differenziazione, trasformandosi in miofibroblasti (MyoFbs). I MyoFbs sono cellule proliferative, pro-infiammatorie e secretorie, che producono elevate quantità di collagene e rimodellano estensivamente la circostante matrice extracellulare (ECM) cardiaca, aumentando così la rigidità cardiaca. La conversione dei CFs in MyoFbs è associata all'infiammazione, a condizioni di stress ischemico e a insulti metabolici come l'iperglicemia, ma le terapie specifiche contro la fibrosi cardiaca sono ancora limitate e incerte. Ad oggi, le terapie generali per l’insufficienza cardiaca tendono a ridurre i sintomi e mirano a diminuire la morbilità e la mortalità. Negli ultimi anni è emersa l'importanza della meccanotrasduzione in vari meccanismi cellulari. Si è quindi ipotizzato di interferire direttamente con la trasduzione intracellulare degli stimoli meccanici cellulari. Una delle vie di trasduzione più importanti è la via trascrizionale YAP/TAZ. Studi precedenti hanno dimostrato che la Verteporfin (VTP), un farmaco noto da più di 20 anni per il trattamento fotodinamico della maculopatia degenerativa, ha avuto successo nel ridurre la fibrosi legata allo sviluppo di cicatrici in altre malattie. Nel presente lavoro, abbiamo osservato l'effetto della VTP sui MyoFbs cardiaci e abbiamo analizzato la possibile riduzione e formazione delle cicatrici miocardiche. Nei nostri esperimenti, da biopsie di auricole umane, sono state ottenute cellule derivanti da cardiosfera (CDCs). Queste cellule sono state caratterizzate come cellule progenitrici mesenchimali cardiache. Successivamente, la via di trasduzione YAP/TAZ associata allo sviluppo della fibrosi è stata compresa meglio in un modello di cuore murino infartuato. Infine, è stato eseguito un trattamento delle CDCs con la VTP, in combinazione e senza TGF-β, seguito da una valutazione della reversione del fenotipo miofibroblastico. I nostri risultati hanno evidenziato una riduzione significativa dei livelli di espressione dei geni pro-fibrotici, portando a una repressione generale dell'attivazione dei CFs. Abbiamo inoltre riscontrato una ridotta proliferazione dei MyoFbs cardiaci. Coerentemente con la correlazione tra la meccanotrasduzione e lo sviluppo di insufficienza cardiaca, il trattamento con la VTP riduce lo sviluppo della fibrosi cardiaca. Questa strategia potrebbe quindi essere efficace come una possibile terapia farmaceutica contro la fibrosi miocardica e ritardare così l’insorgenza dell’insufficienza cardiaca.