CD38, CD73, CD39: il ruolo degli ectoenzimi nel limbus corneale umano

La cornea è una struttura fondamentale per la visione e la protezione dei tessuti interni dell'occhio. L'epitelio corneale, localizzato all'interfaccia con l'ambiente esterno, è sottoposto ad insulti di tipo meccanico (polveri, corpi estranei), chimico o fisico (sostanze irritanti, raggi UV) ed è continuamente soggetto a rigenerazione. Il limbus, la zona di transizione tra l'epitelio corneale e la congiuntiva, è sede di una popolazione di cellule staminali epiteliali capace di rigenerare la parte dell'epitelio danneggiata. I deficit dell'epitelio limbale causano vascolarizzazione e congiuntivazione della cornea, compromettendo la visione. E' quindi di fondamentale importanza la comprensione dei segnali molecolari che inducono gli eventi rigenerativi nell'epitelio corneale. In generale, una cellula danneggiata rilascia massivamente il coenzima NAD+ e il nucleotide ATP. Il NAD+ è il substrato di una molecola conservata nell'evoluzione: il CD38. Accanto alla funzione recettoriale, la molecola possiede attività enzimatica trasformando il NAD+ in adenosindifosfato ribosio (ADPR) oppure ADPR-ciclico (ADPRc) che fungono da secondi messaggeri, promuovendo il rilascio di calcio e inducendo risposte biologiche quali la proliferazione cellulare. L'ATP è substrato molecolare dell'ectoenzima CD39. La molecola CD39 idrolizza ATP/UTP e ADP/UDP ad AMP. Questo ectoenzima collabora con la molecola CD73 nella produzione di adenosina. CD73 degrada AMP ad adenosina. L'adenosina rilasciata nello spazio extracellulare può rientrare nella cellula attraverso diversi tipi di recettori ed è responsabile della regolazione delle risposte immunosoppressive. L'ipotesi è che le cellule corneali che esprimono CD39 e CD73 generino adenosina e influenzino l'ambiente extracellulare creando condizioni favorevoli al privilegio immunitario e alla crescita cellulare. La molecola CD38 è espressa nel tessuto corneale. I dati di immunofluorescenza e di western blotting suggeriscono l'espressione di CD38 sull'epitelio corneale nella zona limbo-congiuntivale. I saggi ottenuti mediante il sistema HPLC (in inglese, High Performance Liquid Chromatography) indicano la capacità delle cellula epiteliali di formare ADPR e ADPRc. L'ipotesi operativa è che CD38 possa fungere da ¿sensore molecolare¿ e promuova le risposte biologiche mediante la catalisi del NAD+ extracellulare fuoriuscito in segutio al danno. L'analisi biochimica e immunoistochimica hanno rilevato l'espressione delle molecole CD73 e CD39 nei tessuti corneali epiteliali limbali; la molecola CD73 viene espressa dalle cellule staminali limbali della nicchia epiteliale, un microambiente favorevole al mantenimento indifferenziativo e nutritivo delle cellule. L'abilità delle cellule della cornea centrale e limbale di generare adenosina è stata verificata grazie ai saggi basati sul sistema HPLC. Le cellule positive a CD39 e a CD73 producono AMP ed adenosina in vitro, e non è stata rilevata alcuna produzione nelle cellule della cornea centrale. La produzione di adenosina, attiva nei tessuti corneali, crea delle condizioni favorevoli allo sviluppo, al mantenimento e alla progressione della popolazione che contiene le cellule staminali corneali.