GARP is a key molecule for mesenchymal stromal cell responses to TGF-β and fundamental to control mitochondrial ROS levels

Abstract

Multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs) have emerged as a promising cell therapy in regenerative medicine and for autoimmune/inflammatory diseases. However, a main hurdle for MSCs-based therapies is the loss of their proliferative potential in vitro. Here we report that glycoprotein A repetitions predominant (GARP) is required for the proliferation and survival of adipose-derived MSCs (ASCs) via its regulation of transforming growth factor-β (TGF-β) activation. Silencing of GARP in human ASCs increased their activation of TGF-β which augmented the levels of mitochondrial reactive oxygen species (mtROS), resulting in DNA damage, a block in proliferation and apoptosis. Inhibition of TGF-β signaling reduced the levels of mtROS and DNA damage and restored the ability of GARP−/lowASCs to proliferate. In contrast, overexpression of GARP in ASCs increased their proliferative capacity and rendered them more resistant to etoposide-induced DNA damage and apoptosis, in a TGF-β-dependent manner. In summary, our data show that the presence or absence of GARP on ASCs gives rise to distinct TGF-β responses with diametrically opposing effects on ASC proliferation and survival.

Las células madre mesenquimales multipotentes (MSCs) han surgido como una prometedora terapia celular en la medicina regenerativa y para enfermedades autoinmunes/inflamatorias. Sin embargo, un obstáculo principal para las terapias basadas en MSCs es la pérdida de su potencial proliferativo en vitro. En este estudio, informamos que la glicoproteína A de repeticiones predominantes (GARP) es necesaria para la proliferación y supervivencia de las MSCs derivadas de tejido adiposo (ASCs) mediante su regulación de la activación del factor de crecimiento transformante β (TGF-β). El silenciamiento de GARP en las ASCs humanas aumentó su activación de TGF-β, lo que incrementó los niveles de especies reactivas de oxígeno mitocondriales (mtROS), lo que resultó en daño en el ADN, un bloqueo en la proliferación y apoptosis. La inhibición de la señalización de TGF-β redujo los niveles de mtROS y daño en el ADN, y restauró la capacidad de proliferación de las ASCs GARP−/low. En contraste, la sobreexpresión de GARP en las ASCs aumentó su capacidad proliferativa y las hizo más resistentes al daño en el ADN y apoptosis inducidos por etopósido, de manera dependiente de TGF-β. En resumen, nuestros datos muestran que la presencia o ausencia de GARP en las ASCs da lugar a respuestas distintas de TGF-β con efectos diametralmente opuestos sobre la proliferación y supervivencia de las ASCs.