Il ruolo dell'elevato glucosio nell'espressione di MertK e ADAM-9 in un modello ex-vivo di retinopatia diabetica

Abstract

MerTK (Mer Tyrosine Kinase) è un recettore tirosin-cinasico della superficie cellulare che regola la fagocitosi dei segmenti esterni dei fotorecettori (POS) retinici da parte delle cellule dell’epitelio pigmentato retinico (RPE). La fagocitosi dei POS è compromessa in diverse patologie, incluso il diabete. In questa Tesi di Laurea, ho indagato se la condizione iperglicemica possa influenzare l'espressione di MerTK nelle cellule ARPE-19, considerate un modello ex-vivo di RPE umano. Le cellule ARPE-19 sono state coltivate in terreno standard (controllo) o ad elevato glucosio (20mM) per 24 ore. In particolare, sono stati analizzati: l'espressione proteica e i livelli di mRNA, di MerTK e ADAM9, una proteasi che scinde la regione extracellulare di MerTK e la quantità di MerTK solubile (sMer). Poiché l’elevato glucosio riduce i livelli del microRNA-126 (miR-126) e ADAM9 è un bersaglio di miR-126, le cellule ARPE-19 sono state transfettate con inibitore o mimic di miR-126 e sono state valutate: l'espressione di ADAM9, la fagocitosi dei POS e la quantità di sMer. I dati mostrano che l’elevato glucosio riduce l'espressione di MerTK, aumenta l’espressione di ADAM9 e la quantità di sMer nelle cellule ARPE-19 in coltura. La sovraespressione di miR-126 riduce i livelli di sMer migliorando la capacità fagocitica delle cellule ARPE-19 sia pur in elevato glucosio. Questa Tesi di Laurea ha dimostrato che l’elevato glucosio compromette l'espressione e l'attivazione di MerTK nelle cellule ARPE-19, probabilmente a causa di uno stress ossidativo, suggerendo che l’elevato glucosio sovra-regoli l'espressione di ADAM9, che fa aumentare sMer con alterazione del legame e dell'interiorizzazione dei POS nelle cellule ARPE-19.

MerTK (Mer Tyrosine Kinase) is a tyrosine-kinase receptor of the cell surface that regulates the phagocytosis of the retinal photoreceptor outer segments (POS) by the cells of the retinal pigment epithelium (RPE). POS phagocytosis is impaired in several diseases, including diabetes. In this Thesis, I investigated whether hyperglycemic conditions could influence MerTK expression in ARPE-19 cells. This cell line is considered an ex vivo model of human RPE. ARPE-19 cells were cultured in standard (control conditions) or high-glucose (20mM glucose) medium for 24 h. Then, I analyzed: mRNA levels and protein expression of MerTK and ADAM9, a protease that cleaves the extracellular region of MerTK and the amount of soluble Mer (sMer). Since elevated glucose is know to reduces microRNA-126 (miR-126) levels, and ADAM9 is a target of miR-126, ARPE-19 cells were transfected with miR-126 inhibitor or mimic and evaluated: ADAM9 expression, sMer, and POS phagocytosis were evaluated. The results show that elevated glucose culture conditions reduced both the expression and activation of MerTK. Contextually, both the expression of ADAM9 and the amount of sMer were increased. Overexpression of miR-126 by treatment with miR-126 mimic reduces sMer levels and improved the phagocytosis ability of ARPE-19 cells cultured with high glucose. This Thesis demonstrated that elevated glucose culture conditions compromises MerTK expression and activation in ARPE-19 cells, possibly due to oxidative stress, suggesting that elevated glucose upregulates ADAM9 expression, leading to an increase in sMer which alters the binding and internalization of POS by ARPE-19 cells.