O estresse oxidativo impacta diferencialmente a secreção apical e basolateral de fatores angiogênicos de iPSC humano

Aug 23, 2023

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 12694 (2022) Citar este artigo

1266 Acessos

3 citações

1 Altmétrico

Detalhes das métricas

O epitélio pigmentar da retina (EPR) é uma monocamada polarizada que secreta fatores de crescimento e citocinas em direção à retina apicalmente e à coróide basolateralmente. Numerosas proteínas secretadas pelo EPR têm sido associadas à patogênese da degeneração macular relacionada à idade (DMRI). O objetivo deste estudo foi determinar o secretoma apical e basolateral diferencial das células do EPR e os efeitos do estresse oxidativo na secreção direcional de proteínas ligadas à DMRI e à angiogênese. A espectrometria de tags de massa em tandem foi usada para traçar o perfil de proteínas em meios condicionados apicais e basolaterais de iPSC-RPE humanos. Alterações na secreção após estresse oxidativo induzido por H2O2 ou hidroperóxido de terc-butila (tBH) foram investigadas por ELISA e análise ocidental. Das 926 proteínas secretadas diferencialmente, 890 (96%) eram mais apicais. O estresse oxidativo alterou a secreção de múltiplos fatores implicados na DMRI e na neovascularização e promoveu um microambiente pró-angiogênico, aumentando a secreção de moléculas pró-angiogênicas (VEGF, PTN e CRYAB) e diminuindo a secreção de moléculas antiangiogênicas (PEDF e CFH). ). A secreção apical foi mais impactada do que a basolateral para PEDF, CRYAB e CFH, enquanto a secreção basolateral foi mais impactada para VEGF, o que pode ter implicações para a neovascularização da coróide. Este estudo estabelece uma base para investigações da secreção disfuncional de proteínas polarizadas do EPR na DMRI e outras doenças degenerativas coriorretinianas.

Apesar dos avanços nos tratamentos, a DMRI continua a ser a principal causa de cegueira nos Estados Unidos em adultos com mais de 65 anos de idade1. Embora os mecanismos primários da DMRI sejam debatidos, a doença é caracterizada a nível celular por disfunção do EPR e stress metabólico, acumulação de depósitos sub-EPR, morte de fotorreceptores sobrejacentes e morte de células endoteliais da coróide subjacente e subsequente adelgaçamento da coróide. O epitélio pigmentar da retina (EPR) é um prolífico secretor de fatores de crescimento e citocinas de maneira polarizada em direção aos fotorreceptores no lado apical e na vasculatura coroidal no lado basolateral. Distúrbios na secreção de proteínas direcionais do EPR têm sido implicados na degeneração coriorretiniana, incluindo DMRI2. Esses estudos anteriores mostram que as células do EPR secretam o fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), que promove a angiogênese, em direção à coróide, e o fator derivado do epitélio pigmentar (PEDF), que inibe a angiogênese, em direção aos fotorreceptores3. Proteínas adicionais com alelos de risco de DMRI, como fator de complemento H e fibulina 5, também são secretadas direcionalmente pelas células do EPR2,4. Além disso, o EPR demonstra secreção direcional de proteínas codificadas por genes de doenças mendelianas, como TIMP3 e EFEMP1, que causam distrofia macular de Sorsby e distrofia macular em favo de mel de Doyne, respectivamente5,6.

O secretoma polarizado das células do EPR não foi totalmente documentado e permanece desconhecido quais proteínas adicionais secretadas pelo EPR podem impactar a saúde da retina e da coróide. Muitos estudos anteriores do secretoma do EPR utilizaram cultura celular convencional em poços de plástico e, portanto, investigaram apenas meios condicionados apicais e não capturaram proteínas secretadas basolaterais, o que pode impactar tanto a neovascularização coroidal quanto a degeneração coroidal na atrofia geográfica . Estudos mais recentes investigaram a secreção proteica apical e basolateral, uma vez que a compreensão do secretoma polarizado diferencial das células do EPR é fundamental para investigações da secreção proteica disfuncional na DMRI e outras doenças degenerativas coriorretinianas10,11. O objetivo deste estudo é investigar melhor a secreção direcional de proteínas do EPR e como o estresse oxidativo pode impactar a secreção polarizada de proteínas importantes na DMRI. Uma linhagem de RPE derivada de células-tronco pluripotentes induzidas por humanos (iPSC) foi cultivada em suportes permeáveis, permitindo a avaliação do perfil apical e basolateral das proteínas secretadas, concentrando-se especificamente nas proteínas conhecidas por funcionarem extracelularmente e, portanto, impactando potencialmente os fotorreceptores adjacentes e a coróide. vasculatura. Utilizando modelos de estresse oxidativo de H2O2 e hidroperóxido de terc-butila (tBH), demonstramos mudanças na secreção direcional de proteínas do EPR que poderiam contribuir para a neovascularização.