Ayant établi le fait que l'effet sénolytique de l'ouabaïne dépend du type de cellule

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La perturbation de l'homéostasie K*/Nat causée par l'ouabaïne conduit à des réactions physiologiques différentes chez les A549 et END-MSC témoins et sénescents

Après avoir établi le fait que l'effet sénolytique de l'ouabaïne dépend du type de cellule, nous avons en outre tenté d'élucider ce qui peut sous-tendre les différences révélées dans les réponses des hMSC et de l'A549. À cette fin, nous avons analysé la sénescence induite par le stress oxydatif des END-MSC et de l'étoposide. -la sénescence induite de A549plus précisément.avantages du cynomoriumLe principal mécanisme d'action moléculaire de divers glycosides cardiaques est l'inhibition de la Nat/K plus -ATPase [44]. La Nat/K plus -ATPase est une enzyme de la membrane plasmique qui pompe le sodium hors de la cellule tout en pompant le potassium dans la cellule contre les gradients de concentration. et ainsi participer au maintien de l'homéostasie de K plus et Na plus. Par conséquent, nous avons demandé s'il pouvait y avoir des différences dans l'homéostasie ionique basale et induite par l'ouabaïne entre les cellules témoins et sénescentes de deux types.

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La perturbation de l'homéostasie de K plus et Na plus causée par l'ouabaïne devrait finalement conduire à la dissipation du potentiel de membrane plasmique. Ainsi, en outre, nous avons utilisé la sonde fluorescente spécifique DiBAC4(3) pour mesurer le potentiel transmembranaire des cellules non excitables. La fluorescence accrue de ce colorant reflète la dépolarisation de la membrane.jacinthe du désertDans chaque type de cellule testé, l'ouabaïne a induit une dépolarisation membranaire prévisible, confirmant le déséquilibre ionique (Fig. 10a). Notamment, nous avons observé des niveaux comparables de dépolarisation membranaire dans les END-MSC témoins et sénescentes, tandis que l'A549 sénescente était caractérisée par une membrane significativement plus dépolarisée par rapport aux cellules A549 témoins.

D'autres conséquences importantes de la dérégulation ionique sont les modifications du potentiel de membrane mitochondriale (MP).

Ainsi, à l'aide de la sonde fluorescente JC-1, nous avons évalué la MMP dans des cellules témoins et sénescentes lors d'un traitement à l'ouabaïne. Il convient de souligner spécifiquement que les cellules sénescentes sont généralement caractérisées par une diminution de la MMP reflétant un dysfonctionnement des mitochondries, des altérations du métabolisme énergétique et une augmentation des niveaux intracellulaires d'espèces réactives de l'oxygène [45]. Comme prévu, la MMP dans les END-MSC sénescentes et les cellules A549 était inférieure à celle des cellules témoins,

bien que cette diminution n'affecte pas la viabilité des cellules sénescentes (Figs. Id, 6a, 10b).méthode d'extraction des flavonoïdes pdfSemblable aux résultats ci-dessus, l'ouabaïne a induit une dépolarisation MMP prononcée chez les A549 sénescents par rapport à leurs homologues proliférants, tandis que l'effet sur les MMP des END-MSC témoins et sénescents était minime (Fig.10b). En résumant les résultats décrits dans cette partie, nous pouvons conclure que le blocage de Na plus / K plus -ATPase par l'ouabaïne conduit à la dépolarisation dramatique de la membrane plasmique et à la chute de MMP en cas d'A549 sénescent, contrairement à END-MSCS sénescent.

Des altérations des mécanismes d'importation de K plus médient la résistance à l'ouabaïne des END-MSC sénescentes

Pour clarifier les mécanismes de médiation des changements induits par l'ouabaïne dans la polarisation membranaire et la MMP entre l'A549 sénescent et les END-MSC, nous avons en outre utilisé une approche bio-informatique avancée. Le but de l'analyse était de révéler d'éventuelles caractéristiques transcriptomiques médiant la résistance ou la sensibilité à l'ouabaïne dépendante du type cellulaire des cellules sénescentes. En d'autres termes, nous avons posé la question : en quoi la sénescence des END-MSC (cellules résistantes à l'ouabaïne) diffère-t-elle de la sénescence des A549 (cellules sensibles à l'ouabaïne) ? Pour répondre à cette question, nous avons utilisé trois ensembles de données de séquençage d'ARN indépendants (RNA-Seq). Le premier était l'analyse RNA-Seq

Fig.6 Validation du modèle de sénescence A549 induite par l'étoposide. Les cellules A549 sénescentes présentent une perte de prolifération, b acquièrent une taille cellulaire élevée, c un niveau d'autofluorescence et d une activité SA-b-Gal par rapport aux cellules témoins. e Niveaux de phosphorylation de p53 et Rb et niveaux d'expression des protéines p21 et HMGBI dans l'A549 témoin et sénescent. Les valeurs présentées sont des moyennes ± SD. Pour plusieurs groupes, des comparaisons à une ANOVA à une voie ont été appliquées, n=3, ns non significatif,***p<0.001. for="" pair="" comparisons="" at="" b,c,="" and="" d="" welch's="" test="" was="" used,n="3" for="" b="" and="" c,n="50" for=""><0.001.>flavonoïdesLes barres d'échelle pour les images sont de 500 μm. GAPDH a été utilisé comme contrôle de chargement des END-MSC de contrôle et sénescentes que nous avons réalisées. Le second était l'ensemble de données pour le contrôle et la sénescence A549 téléchargé à partir de GEO [43]. Il convient de noter que les conditions induisant la sénescence coïncidaient avec celles appliquées dans la présente étude et dans les études pilotes sur la sénolyse induite par les glycosides cardiaques. Et le troisième ensemble de données était pour le contrôle et l'IMR sénescent -90 obtenu directement à partir de l'étude sur les glycosides cardiaques en tant que composés sénolytiques [25]. Il est important de noter que l'IMR -90 s'est avérée sujette à l'analyse induite par l'ouabaïne. Il convient de noter que la comparaison de seulement deux ensembles de données pertinents pour les END-MSC et A549 conduirait finalement à des résultats incorrects, car dans une telle analyse, la différence recherchée entre le processus de sénescence dans les END-MSC et A549 serait indiscernable des variations médiées par divers effets techniques sur les lots (c'est-à-dire le type de machine de séquençage, les conditions de l'échantillon analysé). Pour minimiser les effets de lot, nous avons comparé un ensemble de données pour les cellules résistantes à l'ouabaïne (END-MSC) et deux pour les cellules sensibles à l'ouabaïne (A549, IMR-90). Pour valider la pertinence de l'analyse comparative plus poussée, nous avons effectué une analyse en composantes principales pour le sous-ensemble de gènes liés au terme GO "sénescence cellulaire" (GO 0090398) sur la base de l'ensemble de données récapitulatif contenant des échantillons des trois expériences décrites. En effet, pour chaque type de cellule, les échantillons ont été regroupés en deux groupes distincts, le contrôle et les sénescents (Fig.10d).

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Pour effectuer une analyse des gènes différentiellement exprimés (DEG) pendant la sénescence des cellules résistantes et sensibles à l'ouabaïne, nous avons généré le modèle statistique qui résume deux prédicteurs et leur interaction. La présentation schématique de l'analyse est présentée à la Fig. 10c. En bref, le premier prédicteur du modèle a divisé tous les échantillons par sous-groupes de contrôle et de sénescence, le second par la résistance à l'ouabaïne ou la sensibilité à l'ouabaïne, et le dernier composant du modèle reflétait la interaction des deux prédicteurs. Le résultat des tests d'expression différentielle pour la dernière variable est présenté dans le tableau supplémentaire 1.

Nous avons ensuite effectué une analyse d'enrichissement de l'ensemble de gènes (GSEA) en termes d'ontologie génétique (GO) pour les processus biologiques (BP) (tableau supplémentaire 2). Notamment, parmi les processus considérablement enrichis, nous avons constaté que «l'importation d'ions potassium» et «la régulation positive du transport transmembranaire des cations étaient régulées à la hausse pendant la sénescence des END-MSC résistantes à l'ouabaïne par rapport à la sénescence des cellules sensibles à l'ouabaïne (Fig. 10e ). Les listes de gènes d'enrichissement de base liées à ces processus comprenaient KCNJ2, KCNJ14, KCNJ8, SLC12A7, SLC12A8, WNK4 qui étaient significativement régulés à la hausse dans les END-MSC sénescents (Fig. 10f). Les protéines codées par les gènes KCNJ sont des canaux potassiques de type redresseur entrant, qui ont une plus grande tendance à permettre au potassium de s'écouler dans une cellule plutôt que d'en sortir.utilisations de l'hespéridineSLC12 une famille de transporteurs de chlorure cation-you-pleed. Le gène WNK4 code pour la sérine/thréonine kinase qui agit comme un activateur des cotransporteurs de chlorure couplés au sodium et un inhibiteur des cotransporteurs de chlorure couplés au potassium. Ensemble, ces résultats ont permis de suggérer que les END-MSC sénescentes peuvent restaurer les niveaux de K plus intracellulaires appauvris plus efficacement que les cellules A549 sénescentes et peuvent donc gérer le déséquilibre ionique induit par l'ouabaïne.

Les END-MSC sénescents affichent des valeurs élevées

résistance à l'apoptose par rapport aux témoins, tandis que l'A549 sénescent ne

Le rôle du K plus intracellulaire dans la régulation de la mort cellulaire est bien établi [46]. Les différences révélées entre les END-MSC sénescentes et les cellules A549 dans la capacité à maintenir l'homéostasie intracellulaire de K plus nous ont incités à comparer la résistance globale au stress acquise pendant la sénescence des deux types de cellules. Il est connu que les stress exogènes s'accompagnent d'une perturbation de l'homéostasie ionique, conduisant à un échange rapide de divers ions, dont K plus, entre la cellule et son environnement [46]. Les résultats des influences stressantes dépendent largement de la capacité des cellules à rétablir l'équilibre ionique intracellulaire approprié. Comme le montre la Fig.10e, f, la sénescence des END-MSC s'est accompagnée de la régulation à la hausse de l'importation de K plus suggérant que pendant

Fig.10 Les END-MSC sénescentes résistantes à l'ouabaïne sont capables de restaurer la perturbation de l'homéostasie K plus / Nat causée par l'ouabaïne via une importation efficace de K plus, tandis que les cellules sénescentes sensibles à l'ouabaïne n'ont pas cette capacité. a Détermination du potentiel membranaire des cellules END-MSC et A549 témoins et sénescentes avant et 24 h après le traitement à l'ouabaïne, à l'aide de la sonde fluorescente DiBAC4 (3). b Évaluation du potentiel de la membrane mitochondriale des END-MSC témoins et sénescentes et des cellules A549 avant et 24 h après le traitement à l'ouabaïne, à l'aide de la sonde fluorescente JC-1. c Conception de l'analyse bioinformatique comparative de trois ensembles de données RNA-Seq indépendants. . e Résultats GSEA pour les gènes exprimés de manière différentielle entre les cellules résistantes à l'analyse médiée par l'ouabaïne (END-MSC) et celles sensibles à l'analyse médiée par l'ouabaïne (A549 et IMR-90) pour la "régulation positive du transport transmembranaire des cations" et 'Processus biologiques d'importation d'ions potassium. f Carte thermique reflétant les gènes d'enrichissement de base pour les processus biologiques « Régulation positive du transport transmembranaire des cations » et « Importation des ions potassium ». Les valeurs sont moyennes ± SD. La signification statistique a été évaluée par le test t de Student : ns non significatif,*p<><><>

développement de la sénescence Les END-MSC améliorent leur capacité à restaurer les niveaux de K plus. Fait intéressant, nous n'avons pas été en mesure de révéler une tendance similaire pour la sénescence A549, ainsi, A549 ne semblait pas acquérir de caractéristiques spécifiques liées à l'importation de K* au cours de la progression de la sénescence. Selon les données littéraires, la diminution induite par le stress du K * intracellulaire et l'incapacité à restaurer son niveau favorisent l'activation des caspases et des nucléases et sont donc proposées comme un facteur pro-apoptotique [46].

Conformément à cette suggestion, en utilisant l'analyse bioinformatique des ensembles de données ARN-seq ci-dessus, nous avons révélé une régulation à la baisse significative des processus liés à l'apoptose pendant la sénescence des END-MSC par rapport à A549 et IMR -90 (Fig. lla) . De plus, la sénescence de A549 et IMR-90 est caractérisée par une régulation à la hausse significative des gènes pro-apoptotiques, notamment BAD, BAX, BOK, BAK-1 et NOXA (Fig.11b). Ces données indiquent que les END-MSC acquièrent un phénotype résistant à l'apoptose pendant la sénescence, tandis que l'IMR sénescent -90 et A549 sont devenus sujets à l'apoptose (Fig.11b). Pour renforcer cette observation, nous avons en outre analysé un ensemble de données de puces à ADN pour les AD-MSC sénescentes témoins et réplicatives qui préservaient également la résistance à l'ouabaïne pendant la sénescence, comme indiqué ci-dessus (Fig.4g). Lors de l'analyse des niveaux d'expression des gènes liés à l'apoptose, nous avons observé un phénotype distinct résistant à l'apoptose des AD-MSC sénescents similaire à celui des END-MSC sénescents (Fig.S8a, b supplémentaires).

Pour vérifier les résultats de l'analyse transcriptomique, nous avons estimé les niveaux d'expression des gènes liés à l'apoptose et à l'importation de K plus dans les deux types de cellules sénescentes - END-MSC et A549 par RT-PCR (Fig. S9 supplémentaire). De plus, nous avons analysé l'expression de la même liste de gènes en utilisant d'autres modèles cellulaires résistants à l'ouabaïne et sensibles à l'ouabaïne, des DP-MSC sénescentes traitées à la doxorubicine et des SK-Help sénescentes traitées à l'étoposide, respectivement (Fig. S9 supplémentaire). Comme le montre la Fig. S9 supplémentaire, les deux types de cellules END-MSC et DP-MSC sénescentes résistantes à l'ouabaïne présentaient des schémas d'expression génique similaires, en particulier KCNJ2, SLC12A et WNK4 participant à la restauration de K plus étaient régulés à la hausse, le BAX proapoptotique était régulé à la baisse, tandis que le MCL-I anti-apoptotique était régulé positivement. De plus, le profil d'expression des mêmes gènes différait de ceux observés pour A549 et SK-Hep1 sensibles à l'ouabaïne. Ces résultats confirment nos données transcriptomiques et renforcent la conclusion concernant les profils d'apoptose variés acquis au cours de la sénescence de différents types cellulaires.

Nous avons ensuite testé si les distinctions observées dans le fond d'apoptose pendant la sénescence des END-MSC et A549 pouvaient avoir un impact sur la résistance globale au stress des cellules sénescentes. Pour ce faire, nous avons évalué la viabilité cellulaire lors du stress oxydatif et de la staurosporine, généralement appliquée pour induire l'apoptose. En effet, les END-MSC sénescentes se sont avérées significativement plus résistantes aux deux stress par rapport à leurs homologues témoins (Fig. 1lc). Au contraire, les cellules A549 ont démontré une situation inverse, car les cellules sénescentes affichaient une tendance à être plus sensibles à la mort cellulaire induite par le stress (Fig. 11d). Cette observation modifie le paradigme existant selon lequel une résistance accrue à la mort est une caractéristique commune à tout type de cellules sénescentes, démontrant sa spécificité cellulaire évidente.

Sur la base des données ci-dessus, nous avons supposé que la réduction de la "défense" contre l'apoptose des END-MSC sénescentes devrait créer des conditions favorables pour une analyse plus approfondie. À cet égard, nous nous sommes concentrés sur un membre anti-apoptotique bien connu des protéines de la famille BCL -2 - MCL -1, car son expression était régulée à la hausse dans les END-MSC sénescentes résistantes à l'apoptose (Fig. 1lb et Fig supplémentaire .S9a). À cette fin, nous avons prétraité les END-MSC témoins et sénescentes avec A-1210477 l'inhibiteur spécifique de MCL-1, puis avons appliqué des glycosides cardiaques pour induire l'analyse. Il convient de noter que A-1210477 lui-même n'a eu aucun effet sur la capacité de prolifération des cellules témoins et sur la viabilité des cellules sénescentes, comme indiqué sur les courbes de croissance (Fig. 1le). L'application ultérieure de glycosides cardiaques a entraîné une diminution du nombre de cellules viables, mais l'effet était plus prononcé dans les CSE sénescentes (Fig.11f). Par conséquent, l'inhibition de MCL-1 avec A-1210477 a prédisposé les CSE sénescentes à la mort induite par l'ouabaïne indiquant une analyse. Cette dernière preuve de la résistance à l'apoptose acquise pendant la sénescence des END-MSC est une barrière intrinsèque pour une analyse efficace déclenchée par les glycosides cardiaques.

Discussion

Dans la présente étude, nous avons testé les effets sénolytiques des glycosides cardiaques, à savoir l'ouabaïne et la bufaline, sur les CSMh. Les deux composés ont été récemment identifiés comme ayant un effet cytotoxique sélectif sur les cellules sénescentes (modèles de sénescence induite par oncogène/thérapie) d'origines différentes, y compris les cellules primaires IMR-90,HUVEC, ARPE-19,T/ C-28 et cellules cancéreuses SK-Help,A549,SK-Mel-5,MCF7,HCT116, HaCat,H1299,U373-MG,H1755[25,26]. n'ont pas pu révéler d'effets cytotoxiques préférentiels ni de l'ouabaïne ni de la bufaline sur les END-MSC sénescentes par rapport aux témoins. Fait important, l'absence d'analyse a été vérifiée à l'aide de CSMh obtenues à partir de tissu adipeux, de pulpe dentaire et de gelée de Warton, et de divers modèles de sénescence. Ce dernier nous a conduit à la suggestion que la résistance à l'analyse induite par les glycosides cardiaques pourrait être la caractéristique commune des CSMh. Dans le même temps, nous avons pu induire l'apoptose préférentiellement chez A549 sénescent et SK-Help, reproduisant ainsi l'effet sénolytique des glycosides cardiaques décrit dans les articles pertinents [25,26]. Avec des cellules résistantes et sensibles à l'analyse induite par l'ouabaïne (résistantes à l'ouabaïne/sensibles à l'ouabaïne) disponibles, nous avons tenté d'élucider les causes fondamentales sous-jacentes à cette différence. Le mécanisme moléculaire commun de l'action des glycosides cardiaques est la liaison à la Nat/K plus -ATPase et le blocage de son activité. En hydrolysant l'ATP, cette enzyme assure le pompage de Na plus hors de la cellule et l'importation de K plus dans les cellules, maintenant ainsi le gradient électrochimique physiologique, l'homéostasie ionique, le pH cellulaire et le volume cellulaire qui sont essentiels à la survie et au fonctionnement des cellules [47]. Par conséquent, nous avons émis l'hypothèse que la capacité sénolytique de l'ouabaïne pourrait dépendre de la sévérité du déséquilibre K plus /Nat dans les cellules traitées. Conformément à cette suggestion, nous avons révélé que l'ouabaïne induisait une dépolarisation plus prononcée de la membrane plasmique et une chute de MMP dans l'A549 sénescent sensible à l'ouabaïne.

D'une manière générale, l'impact de l'inhibition de Nat/K plus -ATPase sur la survie cellulaire s'est avéré être spécifique au type de cellule. Par exemple, il a été démontré que l'ouabaïne potentialise l'apoptose dans les lymphocytes, les cellules Jurkat et les cellules épithéliales canines, alors qu'elle n'induit pas la mort dans les cellules épithéliales de l'aorte de rat, des cellules granulaires cérébrales de rat et des lymphocytes LLC-PK1 tubulaires rénaux proximaux porcins malgré une modulation similaire. du rapport cationique [48-54]. L'un des mécanismes proposés pour l'action pro-apoptotique de l'ouabaïne est la déplétion intracellulaire qui favorise le rétrécissement apoptotique, l'activation des caspases et l'initiation de la programmation apoptotique [46, 47]. Considérant une perte de K plus comparable mais un effet opposé sur l'induction de la mort obtenu pour les modèles résistants à l'ouabaïne et sensibles à l'ouabaïne, nous avons suggéré les différences dans les systèmes de compensation des cations. La baisse du taux de K+ intracellulaire devrait essentiellement conduire à l'activation de l'import de K+ depuis l'espace extracellulaire pour compenser le manque de ce cation. Par conséquent, l'efficacité de la restauration de K plus pourrait sous-tendre la prédisposition à l'apoptose lors du traitement à l'ouabaïne. Pour tester cette suggestion, nous avons appliqué une analyse bioinformatique complexe comparant les altérations des signatures transcriptomiques au cours de la sénescence des cellules résistantes à l'ouabaïne (END-MSC) et des cellules sensibles à l'ouabaïne (A549 et IMR-90). Nous avons observé une forte régulation à la hausse des processus liés à l'importation d'ions potassium pendant la sénescence des END-MSC, tandis que pendant la sénescence de l'A549 sensible à l'oua-bain et de l'IMR -90, ces processus sont restés inchangés ou même ont diminué. Sur cette base, nous pouvons supposer que les END-MSC sénescentes peuvent faire face efficacement à l'appauvrissement en K plus induit par l'ouabaïne via des systèmes d'importation de cations actifs, ce qui empêche l'induction de l'apoptose. Au contraire, l'A549 et l'IMR -90 sénescents sensibles à notre bain semblent être moins capables de surmonter la perte de K plus, et sont donc sujets à l'apoptose. En faveur de cette hypothèse, l'ouabaïne induit une dépolarisation plus importante des membranes plasmatiques et mitochondriales chez cellules A549 sénescentes, démontrant un déséquilibre ionique prononcé typique des cellules mourantes.

Plutôt que d'être la caractéristique unique de l'apoptose induite par l'ouabaïne, une baisse de la teneur en K plus intracellulaire est probablement la caractéristique commune de la mort apoptotique déclenchée par divers stress, par exemple le traitement par la staurosporine et le stress oxydatif [46]. En conséquence, la diminution de la capacité de l'A549 sénescent à restaurer le K plus cytoplasmique devrait finalement conduire à une diminution de la résistance globale au stress. Cependant, cette notion contredit la définition moderne de la sénescence cellulaire, qui stipule que les cellules sénescentes sont très résistantes à l'apoptose [16]. Il convient de souligner spécifiquement que l'amélioration de la résistance à l'apoptose a constitué la base du développement de l'analyse [16, 17].

La première mention de la résistance accrue au stress des cellules sénescentes remonte à 1995 lorsque les fibroblastes sénescents réplicatifs se sont avérés plus résistants au retrait de sérum que les témoins [55]. Cette étude initiale a été suivie d'un nombre limité d'enquêtes indiquant que les cellules sénescentes sont plus résistantes à la lumière UV, à la staurosporine, à la thapsigargine et à d'autres stress que leurs homologues en prolifération [56, 57]. Cependant, nous sommes loin d'être les premiers à poser la question de la résistance accrue à l'apoptose comme caractéristique générale des cellules sénescentes. Ainsi, dans la revue publiée en 2003, il a été rapporté que "... la résistance à l'apoptose n'est pas une caractéristique générale des cellules sénescentes, qui peuvent également être sujettes à l'apoptose selon le type de cellule et les stimuli apoptotiques..."[58]. En effet, plusieurs données ont démontré une plus grande sensibilité des cellules sénescentes à l'apoptose induite par le stress que des cellules témoins [59-61]. Par exemple, les HUVEC sénescentes étaient plus sujettes à l'apoptose induite par les LDL ou le TNFa oxydés que les cellules témoins [61]. Malgré la controverse évidente, le dernier doute est apparu en 2015 et sonnait comme suit : "Il semble douteux que la résistance globale à l'apoptose soit une caractéristique générale des cellules de sénescence"[62]. La même année, la première étude révélant une analyse a été publiée [16 ]. Dans cette étude, les auteurs ont mis en évidence l'expression accrue de réseaux de gènes pro-survie dans les cellules sénescentes qui ont contribué à leur résistance accrue à l'apoptose. Ainsi, initialement, les sénolytiques représentaient les médicaments pour cibler les protéines qui protégeaient les cellules sénescentes de l'apoptose. La découverte de l'analyse ainsi que les résultats impressionnants de l'élimination des cellules sénescentes à l'aide de souris transgéniques INK-ATTAC ont déclenché une vague d'études à la recherche de nouveaux composés à activité hémolytique [16-26,63]. Au cours des deux dernières années, de nombreux avis sur l'analyse ont été publiés [13-15,64-66]. Cependant, depuis 2015, la résistance accrue à l'apoptose des cellules sénescentes n'a pas fait l'objet d'un débat, même si, en fait, elle n'a pas été testée dans ces études.

Fait intéressant, lors de la comparaison des signatures transcriptomiques des cellules résistantes à l'ouabaïne (END-MSC) et des cellules sensibles à l'ouabaïne (A549 et IMR -90), nous avons constaté que seule la sénescence des END-MSC s'accompagnait de l'acquisition d'une capacité notable profil anti-apoptotique. Au contraire, la sénescence de A549 et IMR-90 est caractérisée par une régulation à la hausse significative des gènes pro-apoptotiques, notamment BAD, BAX, BOK, BAK-1, NOXA, etc. Fait important, ces résultats ont été étendus en utilisant d'autres DP-MSC de cellules résistantes à l'ouabatine. D'une part, ces résultats fournissent une explication moléculaire supplémentaire de l'absence d'analyse induite par l'ouabaïne dans les hMSC et, d'autre part, démontrent clairement que A459 et IMR -90 deviennent prédisposés à l'apoptose pendant la sénescence. Il convient de noter que nos données concernant les altérations transcriptomiques des gènes liées à l'apoptose dans l'IMR sénescente-90 coïncidaient avec les résultats présentés, mais non discutés, dans l'article publié par Guerrero et al., en tant qu'ensembles de données pour l'IMR de contrôle et sénescente{ Les cellules {19}} sont issues de cette étude [25]. L'analyse précise de la carte thermique fournie dans cette étude a révélé une régulation à la hausse de BAX, BAD, BAD, BAKI et NOXA dans l'IMR sénescent -90 par rapport aux cellules témoins. De plus, Baar et al. a également révélé une régulation à la hausse "inattendue" de la pro-apoptose et une régulation à la baisse des gènes anti-apoptotique dans l'IMR sénescente-90, mentionnant que l'IMR sénescente-90 devrait être amorcée pour subir l'apoptose [21].

Afin de renforcer notre observation, nous avons comparé la résistance des END-MSC témoins et sénescentes et A459 au stress oxydatif stimuli-inducteur d'apoptose le plus courant et à la staurosporine. Selon les résultats de notre analyse bioinformatique, les END-MSC sénescentes se sont avérées beaucoup plus résistantes au stress que les cellules témoins. Dans le même temps, A549 sénescent a démontré la réaction opposée en étant légèrement plus sensible que les cellules témoins aux deux types de stimuli stressants. Par conséquent, l'action sénolytique des glycosides cardiaques, au moins pour A549, pourrait être médiée par la prédisposition des cellules sénescentes de cette origine à l'apoptose par rapport à leurs homologues témoins, alors que l'absence de sénolyse induite par l'ouabaïne dans les CSMh pourrait s'expliquer par l'augmentation de résistance apoptotique globale au cours de la sénescence de ces cellules. De plus, l'affaiblissement de la « défense anti-apoptotique » par l'inhibition du MCL-1 a prédisposé les END-MSC à la sénolyse induite par les glycosides cardiaques. Bien que nous ayons pu obtenir la sénolyse souhaitée des END-MSC en inhibant MCL -1, la stratégie visant à moduler l'expression des gènes anti-apoptotique concrets pour prédisposer les hMSC sénescentes à la sénolyse ne semble pas très prometteuse, puisque l'expression la dynamique des gènes anti- ou pro-apoptotiques concrets peut différer entre les cellules d'origines diverses. Nous pensons que l'acquisition du profil dit "anti-apoptotique" pendant la sénescence cellulaire, plutôt que des altérations des gènes concrets anti- ou pro-apoptotique, est responsable de la résistance à l'ouabaïne, à cet égard la possibilité de changer tout le profil pourrait semblent plus raisonnables.

Nos conclusions soulignant que la résistance à l'apoptose acquise pendant la sénescence des CSMh est une barrière intrinsèque pour une analyse efficace pourraient être étendues bien au-delà des glycosides cardiaques. Notamment, les CSMh sénescentes se sont avérées résistantes à d'autres composés sénolytiques. En effet, en analysant les preuves existantes, nous avons découvert que divers composés ayant l'activité sénolytique indiquée, notamment le navitoclax, le nicotinamide riboside, le danazol geldanamycine, le ganetespib, la fisétine, les inhibiteurs de BCL-XL, la quercétine, l'étomoxir, l'antimycine A, le FOXO4-DRI ,17-DMAG s'est avéré inefficace pour l'élimination ciblée des préadipocytes humains sénescents (cellules précurseurs de type fibroblaste dérivées du tissu adipeux humain) et des CSMh de la moelle osseuse [17-19, 36, 40]. Les données concernant l'absence d'analyse dans les hMSC contredisent quelque peu les résultats inspirants obtenus à l'aide de modèles de souris in vivo, démontrant des résultats positifs lors de l'application systémique de l'analyse [37, 38]. Par exemple, il a été montré que la clairance des cellules souches sénescentes des glandes salivaires à l'aide d'ABT263 peut prévenir la xérostomie induite par la radiothérapie [38]. De plus, l'élimination des CSM sénescentes de la moelle osseuse par la quercétine a amélioré la formation de la moelle osseuse [37]. Fait important, il a été démontré que les souris sénescentes et les CSM de rat, contrairement aux CSMh, réagissent aux analyses. Par exemple, la quercétine, la quercétine-étain + le dasatinib et l'ABT263 ont éliminé de manière significative les CSM de souris sénescentes [16]. En outre, il a été démontré que 17-DMAG réduit considérablement les bmMSC sénescentes dans un modèle de souris progéroïde [19]. Par conséquent, les améliorations du fonctionnement de divers organes et systèmes décrites dans ces études sont supposées être la conséquence de l'élimination ciblée des cellules souches de souris sénescentes. Cependant, ces analyses n'ont pas encore montré de rajeunissement fonctionnel des CSMh. Une distinction aussi évidente entre la réactivité des souris et des MSC humains à l'analyse suggère que les améliorations des thérapies sénolytiques peuvent ne pas être conservées dans l'ensemble de l'espèce. Les résultats obtenus pour le composé sénolytique UBX0101 peuvent être considérés comme une bonne illustration confirmant la dernière affirmation. Il a été démontré que cet agent élimine les cellules sénescentes dans un modèle murin d'arthrose, ce qui réduit considérablement la douleur et favorise la réparation du cartilage endommagé [20]. Malheureusement, UBX0101 n'a pas réussi à atténuer la progression de la maladie et la douleur chez les patients souffrant d'arthrose douloureuse modérée à aiguë au cours des essais cliniques de phase II [67-69]. Des préoccupations similaires sont soulevées concernant la combinaison sénolytique dasatinib + querce-étain [68].

En résumé, deux conclusions importantes se dégagent des données obtenues. Le premier a démontré que les glycosides cardiaques sont incapables d'éliminer les hMSC sénescentes. L'absence d'analyse pourrait être médiée par une importation cellulaire efficace de K plus et une résistance accrue à l'apoptose dans les CSMh sénescentes. Ce dernier est plus fondamental et révèle que la résistance à l'apoptose n'est pas une caractéristique générale des cellules sénescentes, car au cours de la sénescence, certaines cellules acquièrent un phénotype «résistant à l'apoptose», tandis que d'autres ne le font pas. Il est important de noter que seules les cellules A549 sénescentes sujettes à l'apoptose pourraient être efficacement éliminées par les glycosides cardiaques. Sur cette base, nous pouvons supposer que l'efficacité d'autres approches sénolytiques pourrait dépendre du fait que les cellules sénescentes sont effectivement résistantes à l'apoptose par rapport à leurs homologues en prolifération. Enfin, bien que «l'analyse» soit un sujet brûlant et que de nombreuses données inspirantes soient publiées, les conclusions concernant l'efficacité de l'analyse doivent être prises avec prudence car l'hétérogénéité de la sénescence cellulaire reste un «casse-tête».

Cet article est extrait de Cellular and Molecular Life Sciences (2021) 78:7757–7776 https://doi.org/10.1007/s00018-021-03980-x