Vescicole derivate da cellule giovani riequilibrano osso e grasso nei topi anziani attraverso un segnale della proteina Thy1

La perdita ossea legata all'età si accompagna spesso all'accumulo di grasso nel midollo osseo, e una maggiore quantità di grasso midollare è associata a una minore densità ossea e a un maggior rischio di frattura. Le cellule staminali mesenchimali (MSC) del midollo osseo possono diventare cellule che formano osso o cellule che formano grasso e, con l'età, tendono verso il grasso. Le vescicole apoptotiche (apoV), rilasciate dalle MSC mentre muoiono, in studi precedenti hanno mostrato di poter ripristinare la funzione delle cellule staminali. Tuttavia, le apoV provenienti da donatori diversi potrebbero non funzionare allo stesso modo, il che potrebbe spiegare i risultati preclinici incoerenti.

Il gruppo di ricerca ha confrontato le apoV derivate da MSC di topi C57BL/6J di 1 settimana, 3 mesi e 18 mesi. I tre gruppi avevano un aspetto fisico simile: dimensione mediana di circa 200 nm, potenziale zeta di circa −25 mV, positività alla fosfatidilserina e presenza dei marcatori standard delle vescicole extracellulari (EV) e delle apoV da MSC. La loro funzione, invece, differiva nettamente. Nelle MSC invecchiate, che mantengono solo il 30–40% circa della capacità osteogenica giovanile, le apoV di 1 settimana ne ripristinavano circa l'80%, quelle di 3 mesi circa il 60% e quelle di 18 mesi quasi nulla. L'attività anti-adipogenica seguiva lo stesso andamento. In topi di 18 mesi trattati con apoV per via endovenosa ripetuta per quattro mesi, le apoV giovani hanno migliorato l'osso trabecolare e ridotto il grasso midollare, il grasso addominale e la steatosi epatica. Le apoV di 3 mesi hanno dato benefici intermedi e quelle di 18 mesi nessun beneficio. Emocromi, esami biochimici ed esame degli organi non hanno mostrato differenze tra i gruppi, suggerendo l'assenza di tossicità evidente. Le apoV marcate si accumulavano soprattutto nel fegato, con un segnale crescente nel femore nell'arco di 48 ore.

La proteomica ha identificato più di 5.800 proteine per campione e ha mostrato che l'età del donatore modifica in modo sostanziale il contenuto delle apoV. Tre proteine (Alpl, Fmo1, Maob) aumentavano e tre (Annexin A8, Thy1, Tppp3) diminuivano con l'età. Thy1, un noto regolatore delle MSC che favorisce il differenziamento in osso rispetto al grasso, diminuiva progressivamente sia nelle MSC sia nelle apoV. L'immunofluorescenza ha mostrato che le apoV positive a Thy1 venivano captate dalle MSC entro 6 ore, con un picco del segnale intorno alle 48 ore e una localizzazione attorno al nucleo. Ciò suggerisce che le cellule riceventi riutilizzino la Thy1 trasferita. Uno screening dei pathway ha indicato la via di segnalazione ERK. Secondo l'abstract, l'effettore a valle è TAZ e Thy1 agisce attraverso un asse Thy1–ERK–TAZ. L'abstract riporta inoltre che apoV ingegnerizzate e arricchite in Thy1, ottenute tramite selezione magnetica (magnetic-activated sorting) e modifica della corona proteica, hanno potenziato l'osteogenesi e soppresso l'adipogenesi. Nei topi anziani hanno ripristinato l'osso trabecolare, ridotto il grasso midollare e migliorato il metabolismo lipidico sistemico.

Il lavoro suggerisce che le terapie basate su vescicole dovrebbero essere abbinate all'età del donatore e al contenuto delle vescicole. Thy1 potrebbe fungere da marcatore di controllo qualità per le preparazioni di apoV. Limiti: il testo fornito si interrompe a metà dei risultati meccanicistici, quindi i dettagli degli esperimenti di perdita di funzione di Thy1, dell'analisi ERK–TAZ e dei test sulle vescicole ingegnerizzate si basano sull'abstract. I dati provengono da topi e colture cellulari; la rilevanza per l'uomo, la durata dell'effetto e il dosaggio restano non verificati.