Proteasi, motilità ed invasione cellulare

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Affinché le cellule possano muoversi all'interno della matrice extracellulare (ECM) è necessario che essa trovino un substrato permissivo. Generalmente sono le stesse cellule che acquisiscono un fenotipo migratorio a generarsi tale tipo di substrato; per fare ciò esprimono a livello della superficie cellulare o rilasciano nel mezzo extracellulare enzimi proteolitici atti a svolgere tale funzione.Il nostro studio è indirizzato alla comprensione dei meccanismi che regolano tale processo ed in particolare allo studio degli enzimi proteolitici coinvolti sia in processi di migrazione fisiologici, come l'angiogenesi, che patologici, come l'invasione tumorale.Per fare ciò tre temi principali di ricerca saranno sviluppati:1- Analisi dell'espressione di enzimi proteolitici e dei loro mRNA in diverse linee cellulari, tessuti ed organi provenienti da diverse patologie.2- Analisi del ruolo che molecole di adesione cellula-cellula rivestono nel regolare l'espressione di enzimi proteolitici coinvolti nel processo angiogenico e più generale invasivo.3- Analisi dell'addensamento di molecole di adesione cellula-substrato ed enzimi proteolitici in domini di membrana specializzati nel processo migratorio.Tra gli obiettivi che si intende perseguire c'è quello di determinare se nel processo migratorio l'attivazione di geni codificanti per diversi enzimi proteolitici sono sotto il controllo del/dei medesimo/i fattore/i di trascrizione. Inoltre intendiamo valutare se vi è una relazione diretta tra adesione cellulare ed espressione di enzimi proteolitici. Inoltre questo studio è mirato a valutare come molecole di adesione cellula/substrato ed enzimi proteolitici possano associarsi in domini specifici di membrana atti al movimento cellulare, come: pseudopodi, invadopodi e vescicole di membrana.

Layman's description

Gli enzimi proteolitici svolgono diverse funzioni regolative della motilità cellulare. In particolare gli enzimi proteolitici che sono espressi a livello della membrana plasmatici rivestono un ruolo fondamentale nel modulare i processi invasivi delle cellule, per questo la nostra attenzione e’ rivolta fondamentalmente a tre proteine di membrana e precisamente: la metallo proteasi di membrana MT1-MMP, seprase (Proteina Attivatrice dei Fibroblasti-alfa; FPA-a) e dipeptidil peptidase 4 (DPP4). Di queste molecole noi analizzeremo il ruolo che hanno nei processi d´invasione tumorale, come durante l`angiogenesi e nella formazione di metastasi. Per fare cio` svilupperemo tre temi principali:
1. Analisi dell’espressione di enzimi proteolitici e dei loro mRNA in diverse linee cellulari, tessuti ed organi provenienti da diverse patologie.
2. Anali del ruolo che molecole di adesione cellula-cellula rivestono nel regolare l´espressione di enzimi proteolitici coinvolti nel processo angiogenico e piu` generale invasivo.
3. Analisi dell’addensamento di molecole di adesione cellula-matrice ed enzimi proteolitici in domini di membrana specializzati nel processo migratorio.
Il primo punto e’ indirizzato alla comprensione dei meccanismi che regolano l’espressione di enzimi proteolitici quando le cellule acquisiscono un fenotipo invasivo. Per questo veranno analizzate diverse linee cellulari, come pure tessuti ed organi di individui normali e patologici circa l’espressione dei messaggeri codificanti per tali molecole ed esse stesse. Quest’ultime saranno analizzate per la loro capacità di degradare substrati specifici. Inoltre analisi compütazionali di previsione saranno effettuate per potere predirne o meno l’espressione di alcune proteasi a dispetto d’altre nel momento in cui una cellula acquisisce il fenotipo migratorio.

Il secondo punto è invece indirizzato a comprendere se e come i conttatti intracellulari cellula-cellula sono o possono essere implicati nella regolazione di molecole coinvolte nel processo d’invasione cellulare. Questi studi saranno condotti prevalentemente su cellule endoteliali, in quanto sistema epitelio/mesenchima inducibile sia “in vitro” che “in vivo”.

In fine il terzo punto ha come fine quello di trovare le relazioni che intercorrono tra molecole di adesione e enzimi proteolitici durante la migrazione ed invasione cellulare. In particolare se queste molecole si associano in maniera stabile o transitoria quando le cellule acquisiscono un fenotipo migratorio e se si addensano in domini specializzati della membrana plasmatici a tal fine.

Tutti e tre i temi che intendiamo sviluppare sono correlati tra loro e tesi alla comprensione dei meccanismi molecolari e cellulari che sono alla base del movimento cellulare. La loro comprensione ha il fine di sviluppare “probes” altamente specifici che possano inibirne la funzione; oppure definire se una determinata molecola possa essere associata ad un fenomeno fisiologico o patologico.
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Effective start/end date1/1/07 → …

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