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La pelle è la parte del corpo che meglio mostra gli effetti dell’invecchiamento. Le devastazioni del tempo sulla pelle e sulle cellule staminali epidermiche che si differenziano per reintegrare il suo strato esterno sono state ipotizzate, ma non esiste un metodo per valutare l’invecchiamento a livello molecolare.
Ora, i ricercatori dell’Università di Tsukuba e del National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) hanno rivelato che i cambiamenti negli zuccheri complessi chiamati glicani che ricoprono la superficie delle cellule staminali epidermiche possono servire da potenziale marker biologico dell’invecchiamento.
La pelle è il più grande organo umano e una barriera vitale contro l’infezione e la perdita di liquidi. L’invecchiamento compromette le difese ambientali e la guarigione delle ferite, aumentando la perdita di capelli e il rischio di cancro. Un processo chiave alla base della funzione epidermica in salute e malattia è la glicosilazione cellulare che media le interazioni cellula-cellula e le aderenze cellula-matrice. La glicosilazione comporta l’attaccamento dei glicani alle proteine; il profilo di tutti i glicani su e in una cellula – collettivamente “il glycome cellulare” – potrebbe riflettere il suo scopo funzionale e servire da indice della sua età.
I ricercatori hanno prima isolato le cellule staminali epidermiche dalla pelle di topi da laboratorio giovani e vecchi, comprese sia le cellule follicolari dei capelli che le cellule epidermiche interfollicolari. Queste cellule sono state sottoposte a profilatura del glicano mediante la piattaforma di microarray di lectina; questa tecnica utilizza lectine – proteine che legano specifici glicani – e consente l’analisi dei risultati anche per le cellule scarsamente disperse nei tessuti.
Spiegano gli autori:
” Le cellule staminali epidermiche hanno mostrato una differenza significativa nei profili glicani tra topi giovani e vecchi. In particolare, il legame di un legante di mannosio rHeltuba è risultato ridotto nelle vecchie cellule staminali epidermiche, mentre quello di un α2‐3 riagante rGal8N è aumentato. Questi cambiamenti di glicano sono stati accompagnati da upregulation di sialyltransferase, Geni St3gal2 e St6gal1 e mannosidasi Man1a nelle vecchie cellule staminali epidermiche. La modifica dei glicani della superficie cellulare sovraesprimendo questi glicogeni porta a un difetto nella capacità rigenerativa delle cellule staminali epidermiche in coltura. Pertanto, il nostro studio suggerisce le alterazioni globali legate all’età nei modelli di glicosilazione cellulare e il suo potenziale contributo alla funzione delle cellule staminali. Queste modifiche al glicano rilevate dalle lectine possono servire da marker molecolari per l’invecchiamento e ulteriori studi funzionali ci porteranno a una migliore comprensione del processo di invecchiamento cutaneo”.
Spiega l’autore senior dello studio, il Professor Hiromi Yanagisawa: “Abbiamo eseguito l’analisi dell’espressione genica che ha rivelato l’up-regolazione di una mannosidasi correlata alla glicosilazione e due geni siaililtransferasi, suggerendo che questo “cambiamento della glicemia” può essere mediato dall’espressione della glicosiltransferasi e della glicosidasi modulate in base all’età”.
Infine, per verificare se i cambiamenti del glicano fossero la causa o semplicemente il risultato dell’invecchiamento, il team di ricerca ha sovraespresso i glicogeni up-regolati nei cheratinociti primari dell’epidermide in vitro. I cheratinociti hanno mostrato una diminuzione del mannosio e un aumento delle modifiche Sia, replicando il modello di glicosilazione in vivo dell’invecchiamento delle cellule staminali epidermiche. Inoltre, la loro ridotta capacità di proliferare ha suggerito che queste alterazioni potrebbero riflettere la capacità ridotta nell’invecchiamento delle cellule staminali epidermiche di proliferare.
Il Professor Aiko Sada, attualmente ricercatore principale presso l’Università di Kumamoto e il Professor Hiroaki Tateno dell’AIST, autori corrispondenti, spiegano le implicazioni dei loro risultati. “Il nostro lavoro è principalmente mirato a studiare la disfunzione delle cellule staminali in particolare nell’invecchiamento della pelle. I futuri progressi potrebbero aiutare a gestire i disturbi della pelle a livello di cellule staminali, inclusi cambiamenti degenerativi legati all’età, alterazione della guarigione delle ferite e cancro”.
Fonte: Aging Cell
