Il ruolo del microambiente extracellulare nella modulazione della staminalità e del differenziamento di cellule staminali mesenchimali (MSC)

Le cellule staminali mesenchimali (MSC) impiegate nelle strategie di medicina rigenerativa sono state isolate da vari tessuti, quali midollo osseo, tessuto adiposo e polpa dentale. Le MSC sono elementi peculiari che contribuiscono al processo di guarigione ossea, sia direttamente poichàƒ¨ precurcosi degli osteoblasti o indirettamente, producendo citochine, fattori di crescita e modulando la vascolarizzazione e lࢠinfiammazione. Pertanto, lࢠinfusione di MSC rappresenta un potenziale approccio terapeutico per favorire la guarigione ossea. Tuttavia, il successo delle strategie rigenerative puàƒ² essere influenzato da un microambiente sfavorevole. Lo scopo di questo studio àƒ¨ stato studiare come le caratteristiche fisico-chimiche del microambiente extracellulare, in particolare la tensione di ossigeno e lࢠacidosi extracellulare, possono modulare la staminalitàƒÂ  e il potenziale osteogenico delle MSC. Abbiamo esaminato se lࢠipossia prolungata influenzava il differenziamento osteogencio delle cellule staminali mesenchimali derivate dal tessuto adiposo (ASC). Lࢠeffetto della tensione di ossigeno àƒ¨ stato valutato sulla proliferazione cellulare, sugli antigeni di superficie, sullࢠespressione dei geni di staminalitàƒÂ  e dellࢠosteogenesi, sulla deposizione di matrice minerale e sul rilascio dei fattori di crescita. Abbiamo dimostrato che lࢠipossia aveva un duplice ruolo, promuoveva la proliferazione delle ASC in assenza di stimoli osteogenici, ma favoriva il differenziamento in presenza di fattori pro-osteogenici. Successivamente abbiamo valutato lࢠeffetto di differenti livelli di pH extracellulare (6.5, 6.6, 7.1 e 7.4) sulla staminalitàƒÂ  e il differenziamento osteogenico delle cellule staminali derivate dalla polpa dentale (DPSC). Abbiamo evidenziato che il microambiente acido promuoveva il fenotipo staminale delle DPSC. Inoltre, lࢠacidosi extracellulare riduceva significativamente la crescita cellulare favorendo lo stato quiescente G0 del ciclo cellulare. Infine, abbiamo dimostrato lࢠeffetto inibitorio del pH acido sul potenziale osteogenico delle DPSC. Pertanto la modulazione delle variazioni della tensione di ossigeno e del pH extracellulare devono essere considerate quando le MSC rappresentano uno strumento terapeutico in campo ortopedico.