Le vescicole delle cellule staminali accelerano la chiusura delle ferite nei fibroblasti invecchiati, ma non in quelli giovani

La guarigione delle ferite rallenta con l'età e si ritiene che l'accumulo di cellule senescenti ne sia una delle cause. I fibroblasti guidano la riparazione delle ferite, quindi ripristinarne la funzione nei tessuti invecchiati è un obiettivo interessante per la longevità in salute. Le cellule staminali mesenchimali (MSC) agiscono soprattutto attraverso segnali paracrini, comprese le vescicole extracellulari (EV). Non era ancora stato verificato se le EV derivate da MSC possano favorire la guarigione delle ferite specificamente nelle cellule senescenti.

Il gruppo ha utilizzato fibroblasti polmonari umani primari invecchiati tramite passaggi seriali in quattro stadi: giovane (passaggio 15, tempo di raddoppiamento di circa 1 giorno), pre-senescente (passaggio 40, circa 1 settimana), senescente (passaggio 50, 2–3 settimane) e senescente profondo (passaggio 60, nessuna divisione). Gli stadi sono stati confermati dal rallentamento della crescita, dalla morfologia e dalla colorazione per la β-galattosidasi associata alla senescenza. Le EV provenivano da MSC umane del midollo osseo, sia naïve (nMSC) sia polarizzate verso un fenotipo antinfiammatorio con PACAP-27 (pMSC). Sono state isolate mediante filtrazione a flusso tangenziale e hanno mostrato dimensioni prevalentemente comprese tra 48 e 165 nm all'analisi di tracciamento delle nanoparticelle. I fibroblasti hanno ricevuto 10^6 EV per mL per 72 ore prima di un test di chiusura dello spazio (ferita) con inserto in silicone. La chiusura è stata monitorata ogni giorno e riassunta come area sotto la curva. La metodologia ha previsto anche la citometria a flusso per il ciclo cellulare e la morte cellulare, e la qRT-PCR per BCL2, ciclina D, p16, c-MET, HGF e vimentina.

I marcatori di senescenza sono aumentati progressivamente con i passaggi e la chiusura della ferita è rallentata di conseguenza. Il tempo di chiusura era fortemente correlato alla percentuale di cellule senescenti (R = 0,925, p < 0,0001). Anche la forma della curva di chiusura è cambiata, passando da un adattamento quadratico nelle colture giovani a uno esponenziale in quelle senescenti. Gli autori interpretano questo dato come un cambiamento nei contributi relativi di proliferazione e migrazione. Sia le EV da nMSC sia quelle da pMSC hanno accelerato in modo significativo la chiusura dello spazio nelle colture senescenti, ma non in quelle giovani. Le EV da pMSC sono risultate più efficaci di quelle da nMSC (p < 0,0001 nelle colture pre-senescenti e senescenti). Entrambi i tipi di EV hanno ridotto la percentuale di cellule senescenti nelle colture senescenti e senescenti profonde. Nelle colture pre-senescenti, le EV da pMSC non hanno avuto effetto sul numero di cellule senescenti, mentre quelle da nMSC lo hanno aumentato. L'abstract attribuisce il maggiore effetto delle EV da pMSC principalmente alla migrazione cellulare.

I risultati suggeriscono che le EV da MSC, in particolare quelle da MSC polarizzate in senso antinfiammatorio, possano giovare in modo selettivo alle cellule invecchiate o senescenti, lasciando in gran parte invariate le cellule giovani e sane. Questa selettività è interessante per un potenziale uso terapeutico. Il risultato nelle colture pre-senescenti, in cui le EV da nMSC hanno aumentato il numero di cellule senescenti, ricorda che l'origine e la preparazione delle EV sono importanti.

Lo studio è stato condotto in vitro su un solo tipo di fibroblasto, usando la senescenza replicativa e un test di chiusura dello spazio in 2D. Il testo fornito si interrompeva a metà dei risultati, quindi i dati su ciclo cellulare, morte cellulare ed espressione genica e la discussione dei meccanismi non hanno potuto essere esaminati. Il contenuto (cargo) delle EV non era descritto nel testo disponibile e non sono stati riportati dati in vivo.