PERIPHERAL BLOOD "ENDOTHELIAL PROGENITOR CELLS" ARE DERIVED FROM MONOCYTE/MACROPHAGES AND SECRETE ANGIOGENIC GROWTH FACTORS

Rehman J, Li J, Orschell CM, March KL
Circulation. 2003 Mar 4;107(8):1164-9


ABSTRACT:

BACKGROUND: Endothelial progenitor cells (EPCs) have been isolated from peripheral blood and can enhance angiogenesis after infusion into host animals. It is not known whether the proangiogenic effects are a result of such events as endothelial differentiation and subsequent proliferation of EPCs or secondary to secretion of angiogenic growth factors. METHODS AND RESULTS: Human EPCs were isolated as previously described, and their phenotypes were confirmed by uptake of acetylated LDL and binding of ulex-lectin. EPC proliferation and surface marker expression were analyzed by flow cytometry, and conditioned medium was assayed for growth factors. The majority of EPCs expressed monocyte/macrophage markers such as CD14 (95.7+/-0.3%), Mac-1 (57.6+/-13.5%), and CD11c (90.8+/-4.9%). A much lower percentage of cells expressed the specific endothelial marker VE-cadherin (5.2+/-0.7%) or stem/progenitor-cell markers AC133 (0.16+/-0.05%) and c-kit (1.3+/-0.7%). Compared with circulating monocytes, cultured EPCs showed upregulation of monocyte activation and macrophage differentiation markers. EPCs did not demonstrate any significant proliferation but did secrete the angiogenic growth factors vascular endothelial growth factor, hepatocyte growth factor, granulocyte colony-stimulating factor, and granulocyte-macrophage colony-stimulating factor. CONCLUSIONS: Our findings suggest that acetylated LDL(+)ulex-lectin(+) cells, commonly referred to as EPCs, do not proliferate but release potent proangiogenic growth factors. The majority of acetylated LDL(+)ulex-lectin(+) cells are derived from monocyte/macrophages. The findings of low proliferation and endothelial differentiation suggest that their angiogenic effects are most likely mediated by growth factor secretion. These findings may allow for development of novel angiogenic therapies relying on secreted growth factors or on recruitment of endogenous monocytes/macrophages to sites of ischemia

COMMENTO:

L'isolamento, la coltura e la caratterizzazione dei precursori endoteliali circolanti costituisce uno degli obiettivi più interessanti e promettenti della corrente ricerca. La possibilità di modulare i processi angiogenetici mediante la somministrazione di precursori circolanti costituisce un obiettivo terapeutico ambizioso, ma teoricamente possibile.
Molti gruppi di ricerca stanno quindi focalizzando il loro lavoro nel tentativo di caratterizzare il più possibile la fisiologia di questi precursori circolanti.
In questi anni, dalla prima dimostrazione nel 1977 dell'esistenza di progenitori endoteliali circolanti, l'isolamento e la coltura di tali precursori è risultata quantomai difficile e i risultati ottenuti in parte discordanti.
In quest'ottica si inserisce il lavoro di Rehman e colleghi. Questi autori hanno infatti isolato i putativi precursori endoteliali circolanti partendo da buffy coat. Le cellule mononucleate isolate sono state coltivate su piastre coattate con fibronectina e dopo 4 giorni di coltura sono state caratterizzate fenotipicamente per la presenza di alcuni antigeni peculiari della linea monocito/macrofagica (Dil-AcLDL, ulex-lectina-FITC, CD14, CD163, CD11c, Mac-1, CD45), della linea endoteliale (Dil-AcLDL, ulex-lectina-FITC, CD31, VE-cadherina, CD34) o dei precursori (AC133, c-kit).
Gli autori hanno riscontrato che le cellule adese alle piastre alla 4 giornata dall'isolamento erano prevalentemente di origine monocito/macrofagica mentre quelle riconducibili a precursori circolanti endoteliali erano solo una esigua parte (< del 5%). Gli autori hanno inoltre valutato la capacità di queste cellule di proliferare e di produrre citochine angiogenetiche. Rehman e colleghi hanno riscontrato una bassissima capacità proliferativa delle cellule isolate (0,2%). Queste cellule sono risultate in grado di produrre diverse citochine come il VEGF, G-CSF e GM-CSF. Gli autori concludono che quindi le cellule isolate non sono definibili come precursori endoteliali ma eventualmente precursori angiogenetici di origine prevalente monocitaria e che eserciterebbero la loro azione angiogenetica prevalentemente attraverso la sintesi di citochine.
Nonostante che i dubbi sollevati dal lavoro di Rehman e colleghi siano anche quelli di molti ricercatori, i risultati ottenuti da questo gruppo vanno ascritti alle condizioni sperimentali usate e descritte nel lavoro stesso , mentre risultati diversi presenti in letteratura sono stati ottenuti in condizioni sperimentali (isolamento e coltura) leggermente diverse.
In ultima analisi, questo lavoro conferma la convinzione che se da un lato alcune dimostrazioni scientifiche presenti in letteratura tendono a confermare sia l'esistenza dei precursori circolanti che la loro importanza nei processi angiogenetici, le nostre conoscenze sulle caratteristiche fisiologiche di queste cellule non sono ancora a tutt'oggi sufficienti

Fabio Pellegatta, Dipartimento di Scienze Farmacologiche, Milano