Piccole protuberanze filamentose dalle cellule inviano segnali sbagliati

Le ciglia inattivate (a destra) rilasciano vescicole extracellulari più piccole (EV) invece delle vescicole più grandi secrete dalle ciglia normalmente funzionanti (a sinistra). Credito: Viola Kretschmer

Circa un individuo su 1.000 in tutto il mondo soffre di neuropatia. I sintomi includono disabilità visiva, perdita dell’udito, obesità, malattie renali, disabilità intellettive e molti altri disturbi – gravi in ​​alcuni casi – che possono verificarsi anche contemporaneamente. Attualmente non esiste una cura, quindi i problemi associati possono essere affrontati solo fornendo, ad esempio, trapianti di rene. “Solo circa 20 anni fa abbiamo scoperto il ruolo di primo piano delle ciglia primarie in questo senso”, ha spiegato la professoressa Helen May Simera della Johannes Gutenberg University Mainz (JGU). “Il loro difetto è responsabile di molti dei disturbi ereditari che chiamiamo ciclopatia.” Un biochimico sta conducendo una ricerca sulla sindrome di Bardet-Biedl (BBS), una delle neuropatie più gravi. Il suo team ha ora scoperto che i segnali delle ciglia difettose possono peggiorare le condizioni dei pazienti.


Le ciglia primarie difettose causano una serie di sintomi

Le ciglia primarie sono piccole sporgenze simili a ciglia che si estendono dalla superficie delle cellule. Quasi ogni cellula del corpo umano contiene un ciglio, ma i difetti in queste sporgenze non portano necessariamente a seri problemi in tutti i tessuti. Tuttavia, poiché sono onnipresenti in tutti i tipi di cellule, la loro carenza associata può colpire molti organi e tessuti diversi, determinando un’ampia gamma di potenziali sintomi. In passato spesso non era possibile determinare la causa delle varie sindromi legate alle patologie ciliari. Grazie ai progressi della diagnostica genetica, è ora facile identificare la ciclopatia come il problema principale in alcune malattie genetiche.

La sindrome di Bardet-Biedl colpisce circa 1 persona su 25.000 nella popolazione mondiale ed è quindi relativamente rara. Allo stesso tempo, è considerata una neuropatia originale per i suoi diversi effetti. Descrivendo i segni della BBS, May Simera ha detto: “I pazienti hanno quasi tutti i possibili sintomi correlati. Possono perdere la vista, avere più dita delle mani o dei piedi, essere obesi, sviluppare problemi ai reni e spesso avere disturbi secondari associati”. Data la sua complessità, la BBS rappresenta un modello prezioso quando si tratta di ricerca di base e la generazione associata di agenti terapeutici appropriati poiché i risultati dovrebbero essere applicabili ad altre forme di polineuropatia. “Una volta compreso come funziona questo sistema modello, dovremmo essere in grado di comprendere anche altre neuropatie”, ha detto May Simera.

Le ciglia controllano la comunicazione tra le cellule

Ciliopatia: piccole protuberanze pelose dalle cellule inviano segnali sbagliati

Schema schematico di una cellula con un ciglio primario con l’immagine di un ciglio primario presa al microscopio (in alto a sinistra). Credito: Helen May Simera e Viola Kretschmer

Il biochimico ha spiegato: “Si è pensato a lungo che le ciglia primarie fossero organelli arcaici e quindi ridondanti. Ma ora sappiamo che queste piccole strutture sono responsabili di molti processi cellulari. Le ciglia in realtà regolano la comunicazione intercellulare”. I disturbi si verificano quando le ciglia non funzionano correttamente. Agiscono come antenne per le cellule e ricevono segnali in ingresso. Il gruppo di ricerca di May-Simera è stato in grado di dimostrare per la prima volta che le ciglia nei mammiferi non sono solo lì per catturare segnali, ma anche per trasmettere segnali biologicamente rilevanti ad altre cellule. “A questo proposito, le ciglia regolano il rilascio di piccole sacche piene di liquido chiamate vescicole extracellulari. Queste ciglia contengono segnali biologicamente attivi che vengono captati dalle cellule recettoriali, controllando i processi cellulari a valle. Attualmente, non capiamo esattamente come funzioni”. May-Simera paragona il processo al sistema postale in cui i piccoli pacchi vengono inviati da una cella all’altra. Quando i pacchetti arrivano, vengono scaricati e il contenuto si sposta ulteriormente nelle celle riceventi. Fino ad ora, c’erano solo prove che le alghe ciliate e altre forme di vita primitive producessero tali segnali.

Il team della dott.ssa Helen May Simera è ora in grado di dimostrare che ciò si verifica anche nel caso delle cellule renali dei mammiferi. Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che le cellule danneggiate secernono quasi quattro volte più vescicole più piccole delle cellule sane. Quando queste piccole vescicole raggiungono le cellule riceventi, fanno precipitare i meccanismi che esacerbano i difetti. “Le ciglia disfunzionali inviano segnali errati che portano a risposte errate nelle cellule recettoriali”, ha spiegato Mai Simera. Le cellule renali sono particolarmente adatte a questo tipo di ricerca perché i disturbi renali sono il sintomo più comune della BBS e inoltre sono la principale causa di morte in questo gruppo di pazienti.

Collaborazione di successo con altri team di biologia

Questa funzione chiave delle vescicole extracellulari è stata determinata in collaborazione con il team della professoressa Eva-Maria Krämer-Albers presso l’Istituto JGU di biologia dello sviluppo e neuroscienze. I minuscoli pacchetti postali che sono vescicole extracellulari contengono proteine, RNA e talvolta DNA. “È chiaro che le ciglia difettose emettono sempre più vescicole più piccole con contenuti diversi”, ha aggiunto Kramer Albers.

Il professor Rene Keating dell’Istituto di Biologia Molecolare (IMB), anch’egli coinvolto nel progetto, ha aggiunto: “Abbiamo persino trovato microRNA, che sono segmenti molto corti di RNA coinvolti nella regolazione genica, nei fasci di piccole vescicole. ” L’ipotesi attuale è che siano i microRNA a regolare la corretta sequenza della cascata di segnali intracellulari.


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maggiori informazioni:
Ann-Kathrin Volz et al, le proteine ​​della sindrome di Bardet-Biedl modulano il rilascio di vescicole extracellulari bioattive, Connessioni con la natura (2021). DOI: 10.1038 / s41467-021-25929-1

Presentato dall’Università di Mainz

la citazione: Ciliopatie: piccole proiezioni filamentose da cellule che inviano falsi segni (2021, 4 novembre) Estratto il 4 novembre 2021 da https://phys.org/news/2021-11-ciliopathies-tiny-filament-cells-false.html

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