Célula progenitora cardíaca

Biologia das Comunicações, volume 6, número do artigo: 800 (2023) Citar este artigo

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Vesículas extracelulares (EVs) são partículas envolvidas em bicamada lipídica derivadas de células que desempenham um papel na comunicação intercelular. Foi demonstrado que EVs derivados de células progenitoras cardíacas (CPC) protegem o miocárdio contra lesão de isquemia-reperfusão por meio de efeitos pró-angiogênicos. No entanto, os mecanismos subjacentes à angiogênese induzida por CPC-EV permanecem indefinidos. Aqui, descobrimos que a capacidade dos CPC-EVs de induzir a angiogênese in vitro e de estimular vias pró-sobrevivência foi perdida após a exposição das células doadoras de EV ao ionóforo de cálcio. A comparação proteômica de preparações de EV ativas e não ativas, juntamente com a análise fosfoproteômica de células endoteliais ativadas, identificou a contribuição da proteína candidata PAPP-A e da via de sinalização do IGF-R na ativação celular mediada por EV, que foi posteriormente validada usando ensaios de angiogênese in vitro . Após purificação adicional utilizando ultracentrifugação em gradiente de iodixanol, os EVs perderam parcialmente a sua actividade, sugerindo um papel co-estimulador de proteínas co-isoladas na activação das células receptoras. Nossa maior compreensão dos mecanismos de ativação celular mediada por CPC-EV abrirá caminho para uma terapêutica mais eficiente baseada em EV.

O infarto do miocárdio causa perda maciça de cardiomiócitos, resultando na formação de cicatrizes e remodelação cardíaca que leva ao comprometimento da função cardíaca e progressivamente ao desenvolvimento de insuficiência cardíaca. Embora a insuficiência cardíaca não possa ser prevenida pelas terapias atualmente disponíveis, estudos recentes em animais demonstraram que a função cardíaca pós-infarto do miocárdio pode ser melhorada pela aplicação terapêutica de vesículas extracelulares (EVs) derivadas de células-tronco e progenitoras cardíacas (CPC)1,2 .

EVs são nanopartículas derivadas de células envolvidas por uma bicamada lipídica que contém carga biológica incluindo RNA, proteínas e lipídios e desempenham um papel na homeostase celular normal e na comunicação intercelular3. Os EVs têm a capacidade de ativar células-alvo através da presença de moléculas de adesão e receptores e através da entrega de moléculas bioativas derivadas da célula-mãe2,4. Após administração in vivo, os EVs liberados pelos CPCs Sca+ modulam os processos regenerativos no coração, promovendo a angiogênese, diminuindo a fibrose e inibindo a apoptose dos cardiomiócitos, contribuindo assim para o reparo cardíaco5,6. Demonstrou-se que EVs derivados de outras fontes de células-tronco fornecem miRNAs e proteínas distintos a diferentes células do coração para promover a recuperação cardíaca7,8,9. Apesar das tentativas de documentar a composição do CPC-EV, ainda faltam estudos funcionais e mecanísticos que elucidem exatamente quais componentes do complexo repertório proteico são responsáveis ​​pela função reparadora. Além disso, a aplicação clínica de VE derivados de células-tronco é dificultada por questões de reprodutibilidade relacionadas a diferenças na atividade terapêutica entre diferentes isolamentos de VE, entre outros10,11. A cromatografia de exclusão de tamanho (SEC) tem sido amplamente adotada como método preferível para isolamento de EV12,13. No entanto, tal como acontece com a maioria dos métodos até à data, não produz uma população de EV completamente pura. Especula-se que proteínas co-isoladas presentes em preparações de EV possam contribuir para a sua função terapêutica14,15,16,17,18. Portanto, é necessária uma caracterização funcional mais profunda do conteúdo de CPC-EV e a localização deste conteúdo em preparações de CPC-EV para obter melhores insights sobre os mecanismos de ação que levam a uma aplicação terapêutica mais reprodutível de CPC-EVs. Neste estudo, pretendemos desvendar os efeitos mediados por proteínas dos CPC-EVs nas células endoteliais. Primeiro, identificamos os componentes proteicos funcionais dos CPC-EVs envolvidos na ativação de células endoteliais microvasculares humanas (HMEC-1), comparando o conteúdo de preparações de EV funcionais e não funcionais (CPC-). Em seguida, estudamos a contribuição de proteínas individuais associadas a EV Proteína plasmática A associada à gravidez (PAPP-A) e Nidogen-1 (NID1) para a angiogênese mediada por CPC-EV pela geração de EVs knock-out (KO) empregando CRISPR /Tecnologia Cas9. Por último, investigamos a contribuição de proteínas associadas a EV versus proteínas co-isoladas para a função CPC-EV, empregando purificação baseada em densidade de gradiente de iodixanol.