Infrapatellar Fat Pad Stem Cells Responsiveness to Microenvironment in Osteoarthritis: From Morphology to…

Infrapatellar Fat Pad Stem Cells Responsiveness to Microenvironment in Osteoarthritis: From Morphology to Function.

Stocco E, Barbon S, Piccione M, Belluzzi E, Petrelli L, Pozzuoli A, Ramonda R, Rossato M, Favero M, Ruggieri P, Porzionato A, Di Liddo R, De Caro R, Macchi V.

Front Cell Dev Biol. 2019 Dec 10;7:323.

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Recentemente, il cuscinetto adiposo infrapatellare (IFP)è stato considerato come una fonte di cellule staminali per la rigenerazione della cartilagine nell’osteoartrite (OA) a causa della loro capacità di differenziazione in condrociti. Tuttavia, condizioni stressanti, come quella relativa all’OA, possono indurre una riprogrammazione patogena.

Lo scopo di questo studio era di caratterizzare le proprietà strutturali e funzionalidi una nuova popolazione di cellule staminali isolate dal cuscinetto adiposo osteoartritico adiposo (OA-IFP). Nove pazienti con OA sottoposti a artroplastica totale di ginocchio (TKA) sono stati arruolati in questo studio [età mediana = 74 anni, intervallo interquartile (IQR) = 78,25-67,7; indice di massa corporea mediana = 29,4 Kg / m2, IQR = 31,7-27,4].

Le cellule staminali OA-IFP sono state isolate e caratterizzate per morfologia, staminalità, profilo metabolico e potenziale multi-differenziativo mediante microscopia elettronica a trasmissione, analisi citometrica a flusso, studio dell’espressione genica e citochimica. Le cellule staminali OA-IFP hanno mostrato una morfologia simile a un fuso, potenziale di auto-rinnovamento e reattività (CD44, CD105, VEGFR2, FGFR2, IL1R e IL6R) agli stimoli microambientali.

Caratterizzate da un elevato grado di acidità (STAT3, NOTCH1, c-Myc, OCT-4, KLF4 e NANOG), le cellule mostravano proprietà immunofenotipiche peculiari (CD73 + / CD39 + / CD90 + / CD105 + / CD44 – / + / CD45-). L’espressione di HLA-DR, CD34, Fas e FasL era indicativa di una possibile riprogrammazione fenotipica indotta dall’infiammazione. Inoltre, la risposta agli stimoli meccanici unita all’alto livello di espressione del gene COL1A1, ha suggerito la loro possibile risposta protettiva contro il sovraccarico meccanico in vivo. Al contrario, la bassa espressione di CD38 / NADase era indicativa della loro incapacità di contrastare l’infiammazione di OA mediata da NAD +. Sulla base della caratterizzazione ultrastrutturale, immunofenotipica e funzionale, è stato ipotizzato che le cellule staminali OA-IFP fossero innescate dall’ambiente patologico e che esercitassero un’attività protettiva incompleta dall’infiammazione dell’OA.