Crescita assonale indotta da forze estremamente piccole: intuizioni sui meccanismi
Dipartimento
BIOLOGIA
Corso di studi
BIOTECNOLOGIE MOLECOLARI
Relatori
relatore Prof.ssa Raffa, Vittoria
Parole chiave
nanoparticelle
nanoparticles
neuron
neurone
stretching
Data inizio appello
10/02/2020
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
10/02/2090
Riassunto
Lo sviluppo del sistema nervoso si basa sulla coordinazione di vari eventi molecolari, alcuni dei quali ancora parzialmente ignoti alla comunità scientifica. Sebbene sia ben noto come tali processi siano largamente mediati da gradiente biochimici e trasmissione di specifiche molecole segnale, recentemente, si è arrivati alla comprensione che un ruolo chiave è giocato anche da stimoli fisici ed in particolare, dalla generazione di forze meccaniche. Il progetto in cui si inserisce tale lavoro di tesi sfrutta nanoparticelle magnetiche (MNP)allo scopo di sviluppare tensioni meccaniche piccolissime, simili a quelle generate endogenamente, ad esempio, dal cono di crescita dell’assone di un neurone. Le MNP sono molto utilizzate in medicina, ad esempio come mezzi di contrasto per risonanza magnetica o sistemi per il rilascio di ferro nella cura dell’anemia cronica. Esse sono composte da materiali ferro-magnetici, cioè attratti da un magnete se sottoposte alla sua azione. Se usate per marcare l’assone in crescita di un neurone, la forza generata sotto l’effetto del magnete stimola la crescita assonale come precedente dimostrato nelle cellule di linea PC12 dal gruppo di ricerca con cui ho svolto il mio periodo di tirocinio. Nel presente lavoro di tesi le MNP sono state testate in neuroni ippocampali di topo. Tramite osservazione morfologica supportata da analisi di immagini, si è dimostrato come il protocollo di stretching basato su MNP stimoli sia l’elongazione che la ramificazione assonale. Sono state testate particelle di diverse dimensioni, dimostrando che il tasso di elongazione aumenta all’aumentare della forza generata. Poiché la crescita assonale deve necessariamente essere accompagnata da aggiunta di massa si è indagato il ruolo delle componenti del citoscheletro e della sintesi proteica. Innanzitutto, l’aggiunta di nuova massa è stata confermata tramite misure di quantità di proteina assonale nella condizione di stretching rispetto al controllo. Infine, i dati ottenuti tramite l’uso di inibitori specifici sembrano suggerire come la polimerizzazione dei microtubuli e la traduzione proteica siano processi fondamentali implicati nella crescita assonale indotta da stretching.
