Il canale meccanosensibile Piezo1: un regolatore emergente dell'omeostasi dei microvasi cerebrali

Il canale meccanosensibile Piezo1, oltre ad essere ampiamente noto per il suo ruolo nell'allineamento delle cellule endoteliali durante lo sviluppo, può anche promuovere la vasodilatazione attraverso la produzione Ca2+-dipendente di monossido d’azoto (NO). Al contrario, un recente studio condotto su microvasi cerebrali murini, ha dimostrato che, durante l'iperemia funzionale, Piezo1 innesca segnali di feedback meccanici per promuovere il ripristino del flusso sanguigno cerebrale al livello basale. Pertanto, ad oggi, non è ancora chiaro il ruolo fisiologico di Piezo1 nella vascolarizzazione cerebrale. In questo lavoro di tesi abbiamo esaminato per la prima volta l'espressione funzionale dei canali Piezo1 nella linea cellulare hCMEC/D3, un modello ampiamente utilizzato per lo studio in vitro della barriera ematoencefalica. Abbiamo studiato i segnali di Ca2+ e la produzione NO, attraverso l’utilizzo dei fluorofori Fura-2AM e DAF-FM, e la migrazione cellulare, uno dei principali risvolti funzionali che guidano la produzione di nuovi vasi sanguigni. Abbiamo dimostrato che il canale Piezo1 è espresso nelle hCMEC/D3 e media segnali di Ca2+ dose-dipendenti in risposta all'agonista chimico Yoda1, i quali vengono significativamente ridotti in seguito al trattamento con l’inibitore selettivo di Piezo1, Dooku1, e al silenziamento genico mediante specifici siRNA. È interessante notare che l'immunofluorescenza ha rivelato la presenza di Piezo1 a livello intracellulare, in particolare sulla membrana mitocondriale. Tuttavia, la rimozione del Ca2+ extracellulare ha impedito l’insorgenza di segnali di Ca2+ in risposta al trattamento con Yoda1. Inoltre, abbiamo osservato che Yoda1 (I) stimola il rilascio Ca2+-dipendente di NO e (II) stimola e inibisce la migrazione a, rispettivamente, basse ed alte concentrazioni. Nel complesso, i nostri dati hanno rivelato un nuovo potenziale ruolo per Piezo1 nei microvasi cerebrali umani. Da un lato, potrebbe agire come vasodilatatore locale attraverso la produzione di NO; dall'altro, quando le forze emodinamiche aumentano (ad esempio durante l'iperemia funzionale), una maggiore stimolazione di Piezo1 potrebbe inibire la migrazione al fine di mantenere sotto controllo il rimodellamento vascolare.