La proteina FTO contrasta l'invecchiamento delle cellule staminali silenziando un gene chiave della senescenza

Le cellule staminali della polpa dentale (DPSC) rappresentano una promessa significativa per la medicina rigenerativa, ma la loro utilità terapeutica è ostacolata dalla senescenza replicativa che si manifesta durante l'espansione in vitro. Comprendere i meccanismi molecolari dell'invecchiamento delle DPSC è quindi un obiettivo di ricerca prioritario.

Questo studio dell'Università di Wuhan ha esaminato il ruolo di FTO—una demetilasi dell'RNA m6A—nella senescenza delle DPSC. Il gruppo di ricerca ha innanzitutto confermato che l'espressione di FTO diminuisce progressivamente con l'avanzare dei passaggi delle DPSC, da quelli precoci (P3) a quelli tardivi (P12), in correlazione con l'aumento dell'attività della β-galattosidasi e la riduzione della capacità di mineralizzazione. Ciò ha stabilito la perdita di FTO come firma molecolare dell'invecchiamento delle DPSC.

Esperimenti di acquisizione e perdita di funzione hanno chiarito il ruolo funzionale di FTO. Il silenziamento di FTO (tramite siRNA o l'inibitore farmacologico FB23-2) ha accelerato la senescenza, aumentato i livelli proteici di p16 e γH2AX, elevato le specie reattive dell'ossigeno (ROS), causato un arresto del ciclo cellulare in G0/G1 e inibito la proliferazione. Al contrario, la sovraespressione di FTO ha ridotto p16, diminuito i ROS, abbassato γH2AX e potenziato la capacità proliferativa—dimostrando complessivamente che FTO è un autentico soppressore della senescenza delle DPSC.

Il sequenziamento dell'RNA delle DPSC con deplezione di FTO rispetto ai controlli ha identificato 341 geni espressi differenzialmente. L'analisi di arricchimento dei set genici (GSEA) ha individuato nella via ribosomiale quella più significativamente soppressa, con molteplici geni codificanti proteine ribosomiali (RPL13, RPL18, RPL35) sottoregolati. Tra i geni sovraregolati, NOLC1—una fosfoproteina nucleolare precedentemente associata alla senescenza tramite l'inibizione della trascrizione dell'RNA pre-ribosomiale (pre-rRNA)—è emerso come candidato chiave. La MeRIP-RT-PCR ha confermato che il silenziamento di FTO aumenta la metilazione m6A sull'mRNA di NOLC1, e gli esperimenti di inseguimento con actinomicina D hanno dimostrato che questa ipermetilazione stabilizza l'mRNA di NOLC1, prolungandone l'emivita. Saggi reporter con costrutti NOLC1 wild-type rispetto a quelli m6A-mutanti hanno validato questi specifici siti di modificazione. L'accumulo proteico di NOLC1 che ne deriva ha soppresso la sintesi del pre-rRNA, indotto stress nucleolare e determinato l'accumulo di p53—una cascata classica di attivazione della senescenza. In modo determinante, il silenziamento di NOLC1 ha parzialmente recuperato il fenotipo senescente indotto dalla deficienza di FTO, confermando l'epistasi all'interno dell'asse FTO/NOLC1/p53.

Lo studio colloca questo asse come una via meccanicisticamente coerente: FTO normalmente cancella i segni m6A sull'mRNA di NOLC1, destabilizzandolo e mantenendo bassa la proteina NOLC1; quando FTO diminuisce con l'età, NOLC1 aumenta, la funzione nucleolare si deteriora e ne consegue la senescenza mediata da p53. Questi risultati offrono un nuovo bersaglio molecolare per interventi volti a preservare l'integrità delle cellule staminali durante l'espansione ex vivo o nei tessuti invecchiati.