Caratterizzazione delle cellule staminali del tessuto adiposo nell'obesità e nel diabete: effetto del calo ponderale

INTRODUZIONE: la frazione vasculo stromale (SVF) del tessuto adiposo umano contiene differenti sottopopolazioni identificate da specifici marcatori di membrana (CD). Abbiamo focalizzato l’attenzione sul ruolo dei preadipociti (CD34+/CD31-/CD45-), precursori endoteliali (CD34+/CD31+/CD45-) e periciti (CD146+) nell’obesità e rimodellamento del tessuto adiposo, e la possibile correlazione patologica nel contenuto di preadipociti nello sviluppo dell’obesità. MATERIALI E METODI: tessuto adiposo sottocutaneo addominale (SAT) e viscerale (VAT) sono stati prelevati da 7 pazienti obesi e 6 pazienti obesi con diabete mellito di tipo 2 (DM2) sottoposti a bendaggio gastrico, 7 pazienti post-obesi sottoposti ad operazione di chirurgia plastica (addominoplastica) dopo calo ponderale superiore ai 10 Kg. La SVF è isolata mediante digestione enzimatica con collagenasi e caratterizzata misurando la co-espressione del CD34 con il CD90, CD73, CD13, CD29, CD271, CD31, CD146 mediante citofluorimetria. Abbiamo valutato i profili di espressione genica mediante qPCR, analisi del potenziale adipogenico, capacità proliferativa e caratteristiche morfologiche durante i passaggi in coltura. Abbiamo effettuato sorting mediante FACS delle differenti sottopopolazioni della SVF e valutato in vitro il loro potenziale adipogenico. RISULTATI: Le analisi citofluorimetriche hanno rivelato una % più alta di preadipociti nel VAT rispetto al SAT, con differenze significative nei pazienti obesi DM2 (41.9% ± 3.2% VAT vs 23.1% ± 2.9% SAT) e un consistente incremento dei preadipociti nel SAT dei post-obesi, fino al 70%. Risultano invece percentuali maggiori di precursori endoteliali nel SAT rispetto al VAT, per entrambe le categorie di pazienti. Le cellule della SVF risultano positive per la maggior parte dei marcatori delle staminali mesenchimali (CD13, CD29, CD90, CD73) ad eccezione del CD271 il quale mostra differenze tra i due depositi adiposi analizzati. Infine, vi è un contenuto maggiore di periciti CD146+/CD31-/CD34- nel SAT degli obesi e degli obesi DM2, e un quantitativo superiore di cellule CD146+/CD31+/CD34- soprattutto nel SAT degli obesi affetti da DM2. La SVF ex-vivo (P0) mostra il potenziale adipogenico più elevato che diminuisce durante i passaggi in coltura (P1-P4) insieme alla down-regolazione dell’mRNA del CD34 e di Zfp423, e alla up-regolazione del CD90. Abbiamo osservato un incremento nelle dimensioni cellulari e nucleari, insieme a cambiamenti delle strutture citoscheletriche. La frazione dei preadipociti ha mostrato il più alto potenziale adipogenico. CONCLUSIONI: il VAT degli obesi e degli obesi DM2, con un contenuto maggiore di preadipociti dimostra possedere maggiori caratteristiche iperplastiche rispetto al SAT, il quale avendo un numero maggiore di precursori endoteliali e di periciti presenta maggiori caratteristiche pro-angiogeniche. Tuttavia, in condizioni di calo ponderale che avviene nei pazienti obesi in seguito a trattamento chirurgico, il SAT acquisisce le caratteristiche del VAT nelle condizioni di obesità, aumentando il contenuto in preadipociti. La perdita del potenziale adipogenico associata alla down-regolazione del CD34, e la presenza di tale marcatore nei preadipociti della SVF dimostra un suo forte coinvolgimento nell’adipogenesi. Le cellule della SVF vanno incontro a profondi cambiamenti morfologici durante l’espansione in vitro, suggerendo una possibile connessione tra le strutture citoscheletriche e l’espressione di marcatori della staminalità.