Ruolo del recettore dell'urochinasi nella migrazione di cellule staminali emopoietiche.

Le cellule staminali emopoietiche (CSE) risiedono, in condizioni normali, nel midollo osseo (MO). Il trattamento con chemioterapici e /o citochine può provocare la loro fuoriuscita nella circolazione generale: fenomeno noto con il termine di “mobilizzazione”. Attualmente, le CSE mobilizzate sono la sorgente preferita di cellule staminali per il trapianto, data la loro maggiore capacità di attecchimento nell’ospite e i minori rischi legati alla procedura di raccolta. Il “fattore stimolante la crescita delle colonie granulocitarie” (G-CSF) è l’agente mobilizzante attualmente più usato per la sua potenza e per la sicurezza di somministrazione. Nonostante il suo notevole significato e impatto clinico, i meccanismi molecolari che regolano la mobilizzazione delle CSE non sono stati ancora completamente chiariti. Sembra che, durante la mobilizzazione, il MO diventi campo di azione di un complesso intreccio di citochine/chemochine, dei loro recettori, di potenti proteasi e di molecole di adesione cellulare. In particolare, le integrine β1 and β2 (i.e. VLA-4, VLA-5 e LFA-1), il fattore derivato dallo stroma di tipo 1 (SDF1) ed il suo recettore CXCR4, sono molecole chiave nella mobilizzazione delle CSE. Infatti, agenti che riducono l’attività delle integrine o che distruggono l’asse SDF1-CXCR4 determinano il rilascio delle CSE dal MO nella circolazione. Il recettore dell’urochinasi (uPAR) è un recettore di membrana con àncora di tipo glicosil-fosfatidil-inositolico (GPI), coinvolto nell’adesione e migrazione cellulare. L’uPAR lega l’urochinasi (uPA) e la vitronectina (VN) e interagisce con integrine delle famiglie β1 e β2, comprese LFA-1 and VLA-4 e con vari tipi di recettore di chemotassi, regolandone l’attività. Forme solubili di uPAR (suPAR) possono essere rilasciate dalla superficie cellulare e sono state rilevate anche nel plasma e nelle urine umane. Una froma tronca di suPAR (c-suPAR), che manca del dominio N-terminale D1 e che espone la sequenza SRSRY (aa 88-92), o peptidi derivati dall’uPAR e contenenti la sequenza SRSRY, come il peptide uPAR84-95, stimolano la migrazione cellulare attivando i recettori per l’fMLP. Abbiamo recentemente dimostrato il coinvolgimento dell’uPAR nella mobilizzazione delle CSE. Abbiamo evidenziato che la somministrazione di G-CSF a donatori sani determina incremento dei livelli sierici di c-suPAR. Quest’ultimo contribuisce alla mobilizzazione delle CSE sia attivando i recettori per fMLP, espressi dalle stesse cellule, che inattivando il recettore CXCR4. Abbiamo poi dimostrato che il peptide uPAR84-95, contenente la sequenza SRSRY, induce la mobilizzazione di CSE murine, in misura uguale al G-CSF, molto probabilmente mediante inattivazione di CXCR4. Al contrario, il suPAR intero sembra attivare CXCR4, esso infatti incrementa la migrazione verso SDF-1 di CSE umane. Quindi tale progetto mira a chiarire il ruolo esercitato dalle diverse forme di uPAR nell’interazione delle CSE umane con il microambiente midollare e a definire il segnale da esse attivato; inoltre saranno testati in vitro ed in vivo analoghi neo-sintetizzati del peptide SRSRY per identificare quelli dotati di maggiore bio-attività e stabilità (super-agonisti), allo scopo di contribuire al miglioramento delle tecniche di mobilizzazione e trapianto delle CSE. Gli obiettivi specifici di questo progetto sono: - studio della capacità di analoghi neo-sintetizzati del peptide SRSRY di indurre migrazione in vitro and in vivo di CSE CD34+, allo scopo di identificare un peptide con aumentata bio-attività e stabilità (super-agonista); - studio del ruolo delle forme solubili di uPAR nelle interazioni delle CSE con il micro-ambiente midollare mediante analisi dell’espressione da parte delle cellule stromali di uPAR, uPA, VN, del loro rilascio nel microambiente midollare e dell’effetto delle forme solubili di uPAR, suPAR e c-suPAR, in colture a lungo termine (LTC) di CSE umane derivate da MO e mobilizzate con G-CSF; - studio degli effetti in vitro delle forme solubili di uPAR, suPAR e c-suPAR, sull’adesione, proliferazione e apoptosi e definizione delle vie di segnale da essi attivate in CSE umane derivate da MO e mobilizzate con G-CSF; - valutazione in vivo dell’importanza delle forme solubili di uPAR, suPAR e c-suPAR, nell’homing e nell’attecchimento al MO, mediante trapianto in topi NOD/SCID di CSE umane, dopo pretrattamento con anticorpi anti-uPAR, suPAR e c-suPAR. Il chiarimento del ruolo dell’uPAR nella migrazione delle CSE e dei meccanismi molecolari che ne sono alla base potranno essere la base scientifica anche per lo studio del ruolo dell’uPAR nella migrazione delle cellule tumorali; infatti, la mobilizzazione delle CSE e il loro successivo “homing” al MO rispecchiano la migrazione e la colonizzazione di siti distanti da parte delle cellule tumorali metastatiche, e potrebbero essere mediati da meccanismi biochimici simili.