Struttura e Funzione del PlGF e sFtl-1

221 aminoacidi per una massa molecolare di 24,8 kDa costituiscono il PlGF, membro della famiglia dei Fattori angiogenetici del VEGF, appartenente a sua volta a una più vasta famiglia di glicoproteine caratterizzate per la presenza di moduli ricchi in cisteina. La famiglia del VEGF comprende 6 molecole diverse per sequenza aminoacidica, ma simili per architettura molecolare: VEGF A, VEGF B, VEGF C, VEGF D, VEGF E ed il nostro PlGF (Placental Growth Factor). La complessità strutturale di questi fattori di crescita è accresciuta da eventi di processamento molecolare o di splicing differenziale, e quest’ultimo interessa il PlGF. I membri di questa famiglia sono attivi solo in forma dimerica. Esplicano le loro azioni biologiche mediante legame ad alta affinità coi recettori di membrana specifici.

Il PlGF molecola chiave dell’angiogenesi e vasculogenesi, espresso dal gene omologo sul cromosoma 14q24.369.

Così come succede agli altri membri della famiglia VEGF, meccanismi di splicing producono quattro differenti isoforme di questo fattore: PlGF-1, PlGF-3 secrete in forma solubile con azione paracrina non in grado di legare eparina, e PlGF-2 e PlGF-4 che tramite domini eparinici restano legati alla membrana plasmatica con attività autocrina70. Le diverse isoforme sembrano agire su specifici bersagli permettendo nel loro complesso di guidare l’ angiogenesi, la vascolarizzazione e la maturazione trofoblastica.71

La principale sorgente di produzione di questa proteina è infatti il trofoblasto placentare durante l’embriogenesi, e in minime tracce viene espresso da molti altri tessuti umani, compreso il trofoblasto villoso e cellule endoteliali materne, ed in periodo extra gravidico è prodotto a livello dell’endotelio vascolare e cellule tiroidee, inoltre è stato ritrovato espresso in cellule muscolari lisce di cuore polmoni e tessuto adiposo72.

La produzione del PlGF viene stimolata dall’ipossia, ma non sono ben chiari i meccanismi molecolari, anche a fronte di studi su topi knock-out.

Cap ito lo: In tro d u zio n e

Il potere angiogenico e vasodilatatore del PlGF assume un ruolo cruciale nei fenomeni di placentazione e di regolazione vascolare durante la gravidanza, ed è inoltre in grado di regolare le cellule trofoblastiche evitandone l’apoptosi. La sua origine sia materna che fetale aumenta il potenziale di buon indicatore dell’interazione a livello placentare tra i due organismi, col limite che il dosaggio non rispecchia soltanto la produzione placentare ma anche quella degli altri distretti, seppur ne esprimano livelli molto inferiori.

La sua azione è modulata dal legame al recettore VEGFR-1 o Flt-1 (tirosin chinasi FMS-simile solubile), espresso anch’esso dalle cellule endoteliali e dal trofoblasto, ma non riconosce il recettore VEGFR-2; è stata proprio questa differenza a far nascere l’ipotesi di un differente ruolo dei due fattori appartenenti alla stessa famiglia, il VEGF e il PlGF nella vasculogenesi placentare. Il primo, VEGF, sembra essere coinvolto nella prima fase di invasione trofoblastica e neoformazione vascolare che avviene a partire dall’impianto della blastocisti fino alla 10°-12° settimana. Il secondo, PlGF, anche se già prodotto in questa prima fase, sembra svolgere il suo ruolo principalmente nella seconda fase di invasione trofoblastica, ovvero quella che raggiunge le arteriole spirali uterine a scopo di determinare formazione di canali vascolari a bassa impedenza e alta capacità.

Fisiologicamente in gravidanza il PlGF aumenta gradualmente durante il primo trimestre, ha un incremento più rapido e intenso durante il secondo trimestre con un picco massimo registrato tra 29 e 32 settimane, per poi cominciare il suo decremento fino a termine di gravidanza73.

Dalle conoscenze riguardo l’interessante ruolo fisiologico di questo fattore. nacque l’ipotesi che una sua alterazione, in senso di ridotta produzione, potesse avere un ruolo patologico e potesse essere predittivo di una disfunzione placentare, che sta alla base di molte patologie ostetriche, in primis la Preeclampsia. Diversi studi in letteratura hanno preso in considerazione quest’ipotesi74,75 76_{, analizzando l’andamento della}

concentrazione di PlGF in gravidanze fisiologiche e in gravidanze complicate da PE.

L’attività del PlGF è inibita dal legame con la forma solubile del recettore sFlt-1 (soluble fms-like tyrosine kinase-1) o VEGFR-1, che assume quindi funzione anti- angiogenetica.

Cap ito lo: In tro d u zio n e

Da qui una seconda ipotesi che un’aumentata produzione di sFlt-1, indotta da stati ipossici, potesse essere riconducibile all’alterata placentazione, quindi una carenza relativa, e non assoluta, di PlGF70.

La placentazione è un momento delicato e cruciale per lo sviluppo di una gravidanza a decorso fisiologico. Da qui il forte interesse riguardo sue alterazioni, nello specifico riguardo il processo di neoangiogenesi, ha indirizzato la concentrazione della letteratura e numerosi studi sperimentali su questi fattori e sul loro rapporto, con la speranza che potessero avere un utile risvolto nella comprensione della patogenesi e utilità clinica, predittiva e diagnostica, nel corso di patologie ostetriche quali la restrizione della crescita intrauterina (IUGR), neonato piccolo per età gestazionale (SGA), diabete gestazionale, parto pretermine e la preeclampsia.

Per completezza, pur non essendo oggetto di questa tesi, è doveroso aggiungere che il ruolo nei processi di neoangiogensi di PlGF ha richiamato l’attenzione anche da parte dell’oncologia.

Diversi studi in letteratura ne hanno dimostrato la presenza e l’attività in vari tumori, oltre che valutato il ruolo in qualità di marker tumorale e potenziale target terapeutico72,77. Pare infatti che il PlGF abbia un ruolo di condizionamento della risposta macrofagica allo sviluppo di un tumore: i macrofagi hanno un effetto stimolatorio sulla neoangiogenesi neoplastica, favorendone crescita e invasività. Una riduzione dei livelli di PlGF, contribuenti alla suddetta risposta macrofagica, potrebbe contribuire a realizzare un controllo del tumore71.