La trasduzione di segnali responsabili per l'acquisizione e per il mantenimento della polarità in cellule epiteliali tiroidee.

La polarità è una proprietà essenziale delle cellule epiteliali che è acquisita a seguito delle interazioni cellula-cellula. L'orientamento della polarità dipende invece dalle interazioni delle cellule con la matrice extracellulare (ECM). Si può assumere come regola generale che il lato di una cellula epiteliale che è in contatto con la ECM è, o diventerà, una superficie basale. La perdita di polarità delle cellule epiteliali durante la progressione dei carcinomi è un esempio importante della sua importanza in patologia umana. Sono stati fatti molti progressi verso la comprensione dei meccanismi molecolari che sono responsabili dell'aquisizione e del mantenimento della polarità cellulare e sono state identificate molte proteine che svolgono un ruolo chiave in questi processi. Alcune di queste proteine, che risultano molto conservate nel corso dell’evoluzione, sono organizzate in complessi, come il complesso Par3/Par6/aPKC, che è pricipalmente coinvolto nella definizione del dominio apicale delle cellule epiteliali. È interessante notare che questo complesso non solo svolge un ruolo nel corso della definizione della polarità delle cellule epiteliali ma è anche coinvolto nel processo di polarizzazione di altre cellule, come quelle che hanno la capacità di migrare. Anche le integrine che appartengono alla famiglia β1, e che mediano le interazioni delle cellule con la ECM, sono coinvolte nell'acquisizione di polarità da parte di differenti tipi di cellule, nonostante la loro diversa origine. La definizione delle vie di trasduzione di segnali dai complessi molecolari su descritti, in differenti tipi di cellule, appare oggi un obiettivo rilevante per comprendere a fondo i meccanismi molecolari che regolano la polarità. Lo scopo di questo progetto è la descrizione delle vie di trasduzione del segnale che sono attivate dalle interazioni cellula-cellula e cellula-ECM durante l'acquisizione di polarità in cellule epiteliali. Focalizzeremo l’attenzione su due vie, quella attivata dal complesso apicale PAR3/PAR6/aPKC e quella attivata dalle integrine basolaterali della famiglia β1, che entrambe attivano apparentemente vie di segnalazione mediate da GTPasi. Progettiamo di identificare, in primo luogo, quali delle molecole che abbiamo scelto per il nostro studio, sono specificamente richieste nel processo di acquisizione e non in quello di mantenimento della polarità cellulare. Valuteremo successivamente la cinetica di organizzazione e di localizzazione al polo apicale del complesso PAR3/PAR6/aPKC durante l'acquisizione di polarità sia in cellule in monostrato che in aggregati in coltura in sospensione, che sono capaci formare cisti polarizzate. Poiché supponiamo che la compartimentalizzazione della via di segnalazione mediata dalle GTPasi Rac sia critica in momenti differenti della polarizzazione delle cellule epiteliali, valuteremo la localizzazione intracellulare di Rac inattivo o attivo e di alcune GEF di Rac, e determineremo anche la cinetica di attivazione di Rac. Allo stesso tempo analizzeremo la distribuzione dei fosfoinositidi e degli enzimi responsabili della loro generazione, poiché recentemente è stato proposto un ruolo chiave per queste molecole nella generazione sia del dominio apicale che del dominio basolaterale della membrana plasmatica. Un aspetto importante del progetto sarà lo studio dell'interdipendenza delle vie di segnalazione generate dal complesso PAR3/PAR6/aPKC e quelle generate dalle integrine β1 per determinare quale è il contributo specifico di ciascuna di esse all'acquisizione della polarità cellulare ed alla definizione del suo orientamento. A questo scopo useremo cellule in monostrato o cisti in coltura in sospensione in cui il (ri)orientamento della polarità è indotto dall'interazione dei domini apicali con la ECM. Gli obiettivi descritti saranno realizzati in collaborazione con le UR1 ed UR3, che caratterizzeranno le stesse vie di segnalazione, rispettivamente, in leucociti circolanti e nei linfociti NK che vanno incontro a motilità orientata. Condivideremo reagenti critici, informazioni, progetti, expertise. L'interazione con la UR4 sarà essenziale per la localizzazione intracellulare fine di molecole specifiche.