| Summary: | Le cellule staminali/stromali mesenchimali umane (hMSC) sono attualmente applicate in diversi studi clinici e la loro efficacia è spesso legata alla loro capacità di raggiungere il sito d’interesse. Poco si sa sul loro comportamento migratorio e i meccanismi che ne sono alla base. Perciò, questo studio è stato progettato per comprendere il comportamento migratorio delle hMSC e il coinvolgimento di Akt, nota anche come proteina chinasi B.
L’espressione e la fosforilazione della proteinchinasi Akt è stata studiata mediante Western blotting. Oltre al time-lapse in vivo imaging, il movimento cellulare è stato monitorato sia mediante saggi tridimensionali, con l’uso di transwell, che mediante saggi bidimensionali, attraverso la tecnica del wound healing.
Le prove effettuate hanno rivelato che le hMSC hanno una buona capacità migratoria. E’ stato osservato che la proteinchinasi B/Akt ha elevati livelli basali di fosforilazione in queste cellule. Inoltre, la caratterizzazione delle principali proteine di regolazione ed effettrici, a monte e a valle di Akt, ha permesso di concludere che la cascata di reazioni della via di segnale anche nelle hMSC segue un andamento canonico.
Specifici inibitori farmacologici sono stati utilizzati per determinare il potenziale meccanismo coinvolto nella migrazione cellulare e nell'invasione. L’inibizione della via PI3K/Akt determina una significativa riduzione della migrazione. L’utilizzo di inibitori farmacologici specifici per le singole isoforme di Akt ha permesso di discriminare il ruolo diverso di Akt1 e Akt2 nella migrazione delle hMSC. E’ stato infatti dimostrato che l'inattivazione di Akt2, ma non quella di Akt1, diminuisce significativamente la migrazione cellulare.
Nel complesso i risultati ottenuti indicano che l'attivazione di Akt2 svolge un ruolo critico nella migrazione della hMSC; ulteriori studi sono necessari per approfondire la comprensione del fenomeno. La dimostrazione che l’isoforma Akt2 è necessaria per la chemiotassi diretta delle hMSC, rende questa chinasi un potenziale bersaglio farmacologico per modulare la loro migrazione.
=== Human Mesenchymal Stromal Cells (hMSC) are currently tested in several clinical trials. In spite of hMSC efficacy is frequently linked to their ability to reach the affected site, little is known on their migratory behavior and the underlying mechanism. This study was designed to investigate the migratory behavior of hMSC and to test the involvement of Akt, also known as protein kinase B.
Akt protein expression and phosphorylation was investigated in hMSC western blotting analysis. Cell migration was assessed by transwell, wound healing and time lapse in vivo motility assays.
MSC results fairly migratory and Akt was strongly activated at basal level. Furthermore, the characterization of the major regulatory proteins and effectors, upstream and downstream of Akt, has led to the conclusion that the cascade of reactions of this signaling pathway in hMSC follows a canonical pathway.
Pharmacological inhibitors were used to determine the potential mechanism responsible for cell migration and invasion. Blocking PI3K/Akt pathway resulted in decreased hMSC migration. The use of pharmacological inhibitors specific for individual Akt isoforms allowed us to discriminate the different role of Akt1 and Akt2 in the migration of the hMSC. Through our analysis, we demonstrated that pharmacological inactivation of Akt2, but not that of Akt1, significantly decreased cell migration and invasion.
Although these results are not fully comprehensive for the understanding of the phenomenon, in the complex indicate that the activation of Akt2 plays a critical role in allowing the migration of the hMSC. The demonstration that the Akt2 isoform is required for the chemotaxis of direct hMSC, makes this kinase a potential pharmacological target to modulate the migration of such cells.
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