L'età influenza negativamente gli effetti paracrini caridoprotettivi mediati da cellule staminali mesenchimali.

Razionale: in modelli animali, cellule staminali mesenchimali (MSC) proteggono il miocardio ischemico mediante meccanismi paracrini. Poiché le malattie cardiovascolari colpiscono prevalentemente soggetti in età avanzata, al fine di un’appropriata traslazione della terapia cellulare è necessario stabilire se l’età del donatore possa influenzare negativamente le proprietà citoprotettive di MSC umane. Abbiamo confrontato le proprietà paracrine di MSC fetali (F-MSC) di origine placentare e adulte di origine midollare (BM-MSC) isolate da pazienti giovani ed anziani. Abbiamo inoltre studiato le vie di segnalazione coinvolte nella cardioprotezione mediate da MSC. Metodi: le F-MSC sono state isolate dalla membrana amniotica di placenta umane. Le BM-MSC sono state isolate da aspirati midollari di donatori giovani (yBM-MSC; età <65 anni) ed anziani (oBM-MSC; età >65 anni) sottoposti ad interventi di chirurgia ortopedica. Abbiamo esposto cardiomiociti neonatali di ratto (cellule H9c2) a 6h di ipossia seguite da 18h di riossigenazione (I/R) in presenza di medium di controllo (CTRLM) o medium condizionato da F-MSC (F-CM), yBM-MSC (Y-CM) o oBMMSC (O-CM). La vitalità delle H9c2 è stata misurata mediante il saggio MTS. Il tasso di apoptosi è stato quantificato mediante colorazione TUNEL e attivazione della Caspasi-3. Per gli esperimenti in vivo, ratti Sprague Dawley sono stati sottoposti a 30 min di legatura della coronaria. Durante la riperfusione, abbiamo trattato gli animali con iniezione intramiocardica di salina, F-CM o O-CM. Dopo 48h abbiamo quantificato l’area infartuata, l’indice apoptotico dei cardiomiociti della border zone e l’attivazione della Caspasi-3. L’attivazione di SAPK/JNK e ERK1/2 MAPK è stata valutata tramite Western Blot sia in vitro che in vivo. In vitro, sia F-CM che Y-CM determinano un significativo aumento della vitalità delle H9c2 rispetto al CTRL-M rispettivamente +45% e +33%, p<0.017) al contrario di O-CM che non ha alcun effetto (p=NS vs CTRL-M). Inoltre, F-CM riduce significativamente il numero di H9c2 TUNEL+ (-91% vs CTRL-M e -89% vs O-CM; p<0.001). Anche Y-CM riduce significativamente il numero di H9c2 apoptotiche (-67.5% vs CTRLM, p<0.01; -64% vs O-CM, p<0.01). In contrasto, O-CM non previene l’apoptosi (-11% vs CTRL-M, p=NS). F-CM riduce anche l’attivazione della Caspasi-3 del 50% vs CTRL-M e del 42% vs Y-CM (p<0.017). Anche Y-CM riduce la Caspasi-3 attivata rispetto ad O-CM (-33%, p<0.017) mentre OCM non ha alcun effetto rispetto a CTRL-M. In vivo, F-CM riduce significativamente il numero di cardiomiociti apoptotici rispetto sia a salina (-42%; p<0.001) che a O-CM (-23.6%; p<0.01) e previene l’attivazione della Caspasi-3. Ancora più di rilievo, la dimensione dell’infarto nel gruppo trattato con F-CM è risultata più limitata sia rispetto al gruppo salina che O-CM. Sia in vitro che in vivo, F-CM riduce drasticamente la via di attivazione proapoptotica di SAPK/JNK e attiva marcatamente la via di segnalazione antiapoptotica di ERK1/2 MAPK mentre il CM da BM-MSC ha effetti più modesti su entrambe le vie di segnalazione. Conclusioni: con il presente lavoro abbiamo dimostrato che le MSC umane mediano importanti effetti paracrini cardioprotettivi. Tuttavia, l’età del donatore influenza negativamente le proprietà citoprotettive delle MSC adulte tanto che le BM-MSC isolate da pazienti di età superiore ai 65 anni sembrano avere effetti terapeutici limitati. I nostri risultati hanno una rilevante importanza traslazionale poiché suggeriscono che una terapia autologa con BM-MSC potrebbe non risultare efficace in pazienti anziani.