La Fisetina Elimina le Cellule Senescenti e Ripristina la Funzione dei Vasi Sanguigni tramite CXCL12

Le malattie cardiovascolari rimangono la principale causa di mortalità a livello globale, e l'avanzare dell'età ne rappresenta il fattore di rischio più rilevante. Al centro di questo rischio vi è la progressiva disfunzione endoteliale vascolare—la ridotta capacità dei vasi sanguigni di dilatarsi correttamente—che precede la malattia clinica conclamata. La senescenza cellulare, l'arresto irreversibile di cellule invecchiate o danneggiate, guida tale disfunzione in parte attraverso il fenotipo secretorio associato alla senescenza (SASP), un insieme di citochine pro-infiammatorie, chemochine e fattori di crescita rilasciati in circolo. Tuttavia, quali specifici fattori SASP originino dalle cellule endoteliali senescenti in vivo, e come compromettano la funzione vascolare, è rimasto finora poco chiaro.

Questo studio ha combinato il sequenziamento dell'RNA a singola cellula di aorte intere prelevate da topi C57BL/6N giovani (6 mesi) e anziani (27 mesi)—con e senza trattamento intermittente con fisetin (100 mg/kg/die, una settimana di trattamento/due settimane di pausa/una settimana di trattamento)—per mappare le variazioni trascritomiche a risoluzione di singola cellula. Il clustering non supervisionato ha identificato 11 tipi cellulari aortici distinti. L'analisi delle vie molecolari Reactome sull'RNA pseudo-bulk differenzialmente abbondante ha rivelato che la senescenza cellulare è la via più significativamente upregolata con l'invecchiamento, seguita dalla disregolazione immunitaria e dall'arresto del ciclo cellulare. Le cellule endoteliali si sono distinte come il tipo cellulare più suscettibile alla senescenza con l'invecchiamento e più responsivo alla clearance mediata dal fisetin. Tra i trascritti associati alla senescenza, Cxcl12 (che codifica per la chemochina CXCL12/SDF-1) è risultato il gene più fortemente upregolato nelle cellule endoteliali senescenti con l'invecchiamento ed è stato significativamente ridotto dal trattamento con fisetin. I livelli plasmatici circolanti della proteina CXCL12 hanno rispecchiato questi profili trascrizionali.

Per verificare se l'ambiente circolatorio invecchiato comprometta causalmente la funzione endoteliale, arterie carotidi prelevate da topi giovani non trattati in precedenza sono state cannulate ex vivo e perfuse luminalmente per 24 ore con plasma proveniente da topi giovani, anziani trattati con veicolo o anziani trattati con fisetin. Il plasma dei topi anziani trattati con veicolo ha compromesso significativamente la dilatazione endotelio-dipendente (EDD) rispetto al plasma giovane, mentre il plasma dei topi anziani trattati con fisetin ha parzialmente ripristinato l'EDD. Esperimenti paralleli su cellule endoteliali aortiche umane (HAECs) coltivate ed esposte alle stesse fonti di plasma hanno dimostrato che il plasma dei topi anziani trattati con veicolo riduceva la biodisponibilità dell'ossido nitrico (NO), elevava la produzione mitocondriale di superossido, aumentava l'attività della β-galattosidasi associata alla senescenza e promuoveva la transizione endotelio-mesenchimale (EndoMT)—tutti segni distintivi dell'invecchiamento vascolare. Il plasma dei topi anziani trattati con fisetin ha attenuato ciascuno di questi effetti.

La causalità di CXCL12 è stata verificata mediante esperimenti di aggiunta e inibizione. L'aggiunta di CXCL12 ricombinante al plasma giovane o al plasma dei topi anziani trattati con fisetin (fino a raggiungere le concentrazioni presenti nel plasma dei topi anziani trattati con veicolo, pari a circa 3.210 pg/mL) ha riprodotto le compromissioni osservate con il plasma dei topi anziani trattati con veicolo. Al contrario, l'inibizione farmacologica della segnalazione di CXCL12 con LIT-927 nel plasma dei topi anziani trattati con veicolo ha parzialmente recuperato la funzione endoteliale, la produzione di NO, lo stress ossidativo mitocondriale e i marcatori di EndoMT. Nel complesso, questi esperimenti stabiliscono CXCL12 come un fattore SASP circolante causale che media la disfunzione endoteliale con l'invecchiamento.

Questi risultati hanno rilevanti implicazioni traslazionali: il fisetin, un flavonoide di origine naturale già in fase di sperimentazione clinica preliminare, riduce il carico di cellule endoteliali senescenti, abbassa la secrezione di CXCL12 e preserva l'omeostasi endoteliale. I limiti includono il fatto che il lavoro in vivo sia condotto esclusivamente su modelli murini, l'utilizzo della trascrittomica aortica (piuttosto che microvascolare) e il fatto che l'inibizione di CXCL12 abbia recuperato solo parzialmente la funzione—il che indica che anche altri fattori SASP contribuiscono al fenomeno. Ciononostante, questo studio posiziona CXCL12 come biomarcatore e bersaglio terapeutico per l'invecchiamento vascolare, e supporta le strategie senolitiche come approccio praticabile alla prevenzione delle malattie cardiovascolari.