Effetto di lisofosfolipidi bioattivi sulle proprietà biologiche di cellule satelliti di muscolo scheletrico

Le cellule satelliti rappresentano il compartimento staminale del muscolo scheletrico responsabile della sua capacità rigenerativa. Tali cellule nel muscolo a riposo sono quiescenti ma in risposta ad opportuni stimoli, come quelli rilasciati a seguito di un danno, vengono indotte ad entrare nel ciclo cellulare, proliferare e differenziare in mioblasti che a loro volta si fondono con le fibre danneggiate al fine di favorirne la riparazione. Tuttavia non sono stati completamente caratterizzati i segnali extracellulari e i meccanismi molecolari che contribuiscono alla riparazione tissutale. Nel corso di questa tesi sono stati valutati gli effetti biologici del lipide bioattivo sfingosina 1-fosfato (S1P) sulle cellule satelliti murine, in quanto questo sfingolipide è stato identificato tra i pochi agenti extracellulari capaci di attivare cellule satelliti muscolari. In particolare è stato valutato l’effetto di S1P sulla proliferazione e migrazione delle cellule satelliti. Attraverso esperimenti d’incorporazione di timidina triziata è stato dimostrato il ruolo positivo di S1P nella proliferazione di cellule satelliti. Inoltre tramite l'impiego di approcci farmacologici e genetici, è stato dimostrato che l'azione mitogenica di S1P in tali cellule dipende dai recettori S1P2 e S1P3. Inoltre, utilizzando diversi approcci sperimentali, S1P è risultato un modulatore positivo della motilità delle cellule satelliti, evento fondamentale per la loro corretta localizzazione dopo l’attivazione, al fine di riparare il tessuto danneggiato. È interessante notare che la specifica down-regolazione di ciascuna isoforma recettoriale per S1P ha dimostrato il ruolo fondamentale di S1P1 e S1P4 nel mediare l'effetto chemiotattico del lipide bioattivo. Quest'ultimo risultato dimostra per la prima volta che il recettore S1P4 svolge un ruolo in cellule muscolari scheletriche, supportando l'idea che questo sottotipo recettoriale svolga un'azione biologica più ampia di quella finora identificata nel tessuto linfoide. Al contrario, è stato visto che S1P2 regola negativamente la migrazione cellulare S1P dipendente (Calise et al., 2012). Inoltre è stato dimostrato per la prima volta che il lisofosfolipide bioattivo acido lisofosfatidico (LPA) media un effetto pro-mitogenico in cellule satelliti murine. Attraverso esperimenti d’incorporazione di timidina triziata e tramite l’utilizzo di un antagonista specifico per i recettori LPA1/3 (Ki16425), è stato verificato il coinvolgimento di tali recettori nel mediare l’effetto proliferativo del lisofosfolipide. In seguito è stato osservato che il trattamento per 24 ore con LPA è in grado di aumentare l’espressione dell’isoforma 1 della sfingosina chinasi (SphK1), enzima responsabile della produzione di S1P e del quale esistono due isoforme, SphK1 e SphK2. Sulla base di questi risultati, è stato ipotizzato un cross-talk funzionale tra LPA e l’asse SphK/S1P. Inizialmente è stato quindi valutato il coinvolgimento di entrambe le isoforme enzimatiche nell’effetto proliferativo di LPA tramite approcci farmacologici e genetici. Mentre l’utilizzo degli inibitori farmacologici non ha determinato alcun effetto significativo, il silenziamento di ciascuna isoforma enzimatica ha rilevato un ruolo negativo di SphK2 e un ruolo positivo di SphK1 nella proliferazione indotta dal lisofosfolipide. Tramite saggio di Boyden, LPA è risultato un modulatore positivo della motilità delle cellule satellite, effetto mediato sia da SphK1 che da SphK2, come dimostrato sia con l’utilizzo di inibitori farmacologici specifici per le due isoforme enzimatiche sia con la tecnica dell’interferenza a RNA. Gli esiti di questi studi permetteranno di caratterizzare al meglio gli effetti dei lipidi bioattivi in cellule satelliti, con l'obiettivo di agire sul loro meccanismo d'azione al fine di migliorare la capacità di questa popolazione cellulare di ripopolare il tessuto muscolare danneggiato, in seguito sia a traumi che a patologie degenerative, quali le distrofie.