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Tesi etd-03142011-130427
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Tipo di tesi Tesi di laurea specialistica
Autore MANDRIANI, BARBARA
URN etd-03142011-130427
Titolo MODULAZIONE DELL'ATTIVAZIONE DEI MONOCITI DURANTE L'INFIAMMAZIONE: ANALISI INTEGRATA DI DATI TRASCRITTOMICI E PROTEOMICI DELLA FAMIGLIA DI CITOCHINE IL-1/IL-18
Settore scientifico disciplinare SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI, FACOLTA'
Corso di studi SCIENZE E TECNOLOGIE BIOMOLECOLARI
Commissione
Nome Commissario Qualifica
Dr.ssa Diana Boraschi relatore
Prof.ssa Marcella Camici correlatore
Prof.re Giovanni Cercignani correlatore
Parole chiave
  • Monociti
  • infiammazione
  • citochine
  • chemiochine
  • macrofagi
Data inizio appello 2011-04-14
Disponibilità mixed
Data di rilascio2051-04-14
Riassunto analitico
L’infiammazione è una risposta di difesa che viene innescata da stimoli e condizioni nocive, quali una infezione o un danno tissutale. Nel sito dove inizia l’evento infiammatorio, le cellule esposte all’insulto producono una serie di citochine e chemiochine che agiscono sull’endotelio vascolare locale, causando dilatazione dei vasi sanguigni, fuoriuscita di liquidi e reclutamento di neutrofili e monociti dal sangue nel tessuto. Brevemente, l’iniziale riconoscimento di una infezione o l’intervento su un danno tissutale avvengono da parte, fra le altre cellule, dei macrofagi residenti, che in risposta allo stimolo producono una varietà di mediatori della infiammazione, incluse chemiochine (es. MCP-1), citochine (es. TNF-α e IL-1β), amine vasoattive, prostaglandine. In risposta a tali fattori si forma l’essudato infiammatorio locale: proteine plasmatiche e leucociti (neutrofili e monociti), escono dal circolo e accedono al tessuto nel sito di infezione/danno. Una volta nel tessuto danneggiato, monociti e neutrofili si attivano (o attraverso il contatto diretto con l’agente patogeno o attraverso l’azione di citochine secrete dalle cellule residenti nel tessuto) e, nel tentativo di eliminare l’agente invasore, rilasciano fattori tossici (specie reattive dell’ossigeno e dell’azoto, proteasi, elastasi, collagenasi). Tali fattori, non discriminando tra bersagli microbici e tessuti dell’ospite, provocano danni ai tessuti come effetto collaterale dell’attività di difesa. Ne segue che, pur essendo un evento essenziale per la difesa dell’integrità dell’organismo dagli attacchi esterni, la risposta infiammatoria necessita di uno stretto controllo della propria attivazione ma soprattutto che abbia termine una volta eliminato l’agente pericoloso che l’ha scatenata in modo da non causare danni rilevanti all’organismo stesso. Nel corso dello sviluppo e della risoluzione dell’infiammazione sono di particolare importanza i fagociti mononucleati (sia i monociti circolanti, cellule meno mature che entrano nel tessuto infiammato in risposta a chemiochine, che i macrofagi residenti nel tessuto, cellule mature che sorvegliano e controllano l’integrità tissutale). I fagociti mononucleati sono cellule del sistema immunitario innato essenziali per la difesa dell’ospite, non solo perché effettori dell’eliminazione diretta degli agenti esterni (es. tramite fagocitosi o uccisione dei microbi), ma anche perché organizzatori delle fasi di inizio e di risoluzione dell’infiammazione. I macrofagi sono infatti cellule altamente plastiche, che possono rispondere a cambiamenti sottili del microambiente tissutale iniziando diversi programmi di attivazione. L’attivazione dei macrofagi avviene secondo due principali tipi di programma: l’attivazione infiammatoria classica (o M1), i cui stimoli attivanti prototipici sono molecole batteriche (es. LPS) e citochine infiammatorie (es. IFN-γ), e l’attivazione alternativa (o M2), i cui stimoli attivanti sono citochine anti-infiammatorie ( es. IL-4 e IL-10, TGF-β), immunocomplessi o glucocorticoidi. La risposta infiammatoria iniziale attiva la polarizzazione M1 dei macrofagi, che diventano capaci di eliminare i microorganismi invasori e promuovono la risposta infiammatoria, mentre durante la fase di risoluzione dell’infiammazione i macrofagi vengono ripolarizzati in direzione M2, perdendo la reattività agli stimoli infiammatori e assumendo la capacità di eliminare cellule e tessuti danneggiati, e di promuovere angiogenesi e rimodellamento tissutale. La mancata regolazione dei processi infiammatori è alla base di malattie infiammatorie croniche e autoimmuni, come l’artrite reumatoide, la sclerosi multipla e il lupus eritromatoso sistemico. La famiglia delle citochine IL-1 comprende proteine implicate nella risposta infiammatoria e anti-infiammatoria ed è noto che difetti nei meccanismi di controllo della loro produzione e/o dell’attività correlano con le suddette malattie.
All’interno di questo contesto si colloca il seguente lavoro di tesi il cui scopo è stato quello di creare un sistema modello in vitro, basato su monociti umani del sangue che differenziano in macrofagi M1 ed M2, al fine di simulare i vari stadi del processo infiammatorio, dalla sua attivazione alla risoluzione. A diversi tempi durante la reazione infiammatoria vengono prelevati campioni di cellule e supernatanti per l’analisi dell’espressione genica (mediante real-time PCR) e della produzione proteica (mediante ELISA e Proteome Array), con particolare attenzione al comportamento dei membri della famiglia delle citochine IL-1 e loro recettori.
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