L’SDF-1α promuove la migrazione delle cellule endoteliali formanti colonia mediante l’attivazione di segnali intracellulari di Ca2+

TITOLO: L’SDF-1 promuove la migrazione delle cellule endoteliali formanti colonia mediante l’attivazione di segnali intracellulari di Ca2+ INTRODUZIONE: Le ECFC (Endothelial Colony Forming Cells o cellule endoteliali formanti colonia) sono il sottogruppo di cellule progenitrici endoteliali (Endothelial Progenitor Cells o EPC) che meglio rappresenta la definizione di “progenitore endoteliale” a causa del loro fenotipo endoteliale, della loro capacità di auto-rinnovarsi per un certo numero di passaggi, di proliferare e differenziarsi in cellule endoteliali mature per generare nuovi vasi in vivo. Le ECFC risiedono preferenzialmente nelle nicchie perivascolari di grandi vasi sanguigni e vengono mobilizzate nel sangue periferico in condizioni ipossiche, come quelle che si riscontrano nei tessuti ischemici e nei tumori solidi. Esse sono, quindi, di grande interesse per la terapia rigenerativa del cuore infartuato o dell’arteropatia periferica degli arti inferiori e costituiscono un bersaglio promettente per le terapie anti-angiogeniche. La chemochina SDF-1α viene rilasciata in circolo a seguito dell’attivazione dei fattori di trascrizione indotti dall’ipossia (hypoxia-inducible factors 1 and 2, HIF-1 e HIF-2) e dirige l’homing delle ECFC e la loro incorporazione nell’organo bersaglio. L’SDF-1α si lega al suo recettore di membrana accoppiato a proteina Gi, il CXCR4, il quale a sua volta è in grado di attivare una serie di vie di trasduzione del segnale intracellulari, tra cui PI3K/AKT e ERK1/2. L’aumento della concentrazione intracellulare di Calcio ([Ca2+]i) svolge un ruolo fondamentale nel determinare la capacità pro-angiogenica delle ECFC; per esempio, la proliferazione e la tubulogenesi sono strettamente controllate dall’interazione tra la deplezione del reticolo endoplasmatico indotta dall’IP3 e la conseguente attivazione dell’ingresso di Ca2+ operato dai depositi (Store Operated Calcium Entry o SOCE) attraverso la membrana. MATERIALI E METODI Le ECFC sono state isolate dalla frazione mononuclare (MNCs) del sangue periferico prelevato da volontari sani tra 22 e 28 anni. Per monitorare i segnali di Ca2+ le ECFC sono state incubate con 4µM di Fura-2/AM (Fura-2 acetoxymethyl ester) in PSS per 1 ora a 22°C e successivamente il vetrino è stato fissato sul fondo di una piastra Petri per l’osservazione mediante microscopio confocale. La misurazione della [Ca2+]i è stata effettuata sulla base del rapporto tra i valori dell’intensità di fluorescenza a 510 nm registrati dopo un’eccitazione alternata a 340 e 380nm. Sono stati effettuati saggi di migrazione cellulare con il sistema del Transwell assay. RISULTATI SDF-1α 10 ng/mL stimola un aumento bifasico della [Ca2+]i che consiste in un rapido transiente iniziale dovuto al rilascio di Ca2+ dal reticolo endoplasmatico, dipendente dall’IP3 , seguito da una fase di plateau di ampiezza intermedia tra la linea di base e il picco iniziale, dovuta all’ingresso di Ca2+ dalla membrana cellulare mediante il SOCE. Il segnale di Ca2+ è prevenuto dalla inibizione specifica di CXCR4. L’aumento della [Ca2+]i sottende l’effetto chemiotattico di SDF-1α mediante l’attivazione delle cascate fosforilative ERK1/2 e PI3K/Akt. CONCLUSIONI I segnali di Ca2+ evocati dal legame tra SDF-1α e il suo recettore CXCR4 sono dovuti sia al rilascio di Ca2+ dal reticolo endoplasmatico che all’ingresso del Ca2+ extracellulare, mediante il meccanismo del SOCE. L’aumento della [Ca2+]i è necessario per l’attivazione delle cascate di trasduzione del segnale, PI3K/AKT e ERK1/2, entrambi coinvolti nella migrazione delle ECFC indotta dall’SDF-1α.