Lo studio Unibas sulla rivista internazionale "Biology of the Cell"

La prestigiosa rivista internazionale “Biology of the Cell” ha dedicato la copertina del numero di giugno all’articolo scientifico “Extracellular matrix degradation via enolase/plasminogen interaction: evidence for a mechanism conserved in Metazoa”, realizzato dai ricercatori Gerarda Grossi, Annalisa Grimaldi, Rosa A. Cardone, Magnus Monne, Stephan J. Reshkin, Rossana Girardello, Maria R. Greco, Elena Coviello, Simona Laurino e Patrizia Falabella (108 (6), 1–18 (2016)).
Il lavoro rientra nella attività di ricerca della docente Unibas Patrizia Falabella, e del suo gruppo di lavoro nell’ambito della tematica relativa allo studio delle basi molecolari delle interazioni ospite-parassitoide negli insetti. Nel caso specifico la pubblicazione è il frutto di una più ampia collaborazione con gruppi di ricerca dell’Università dell’Insubria e dell’Università di Bari.

Il testo integrale dell’articolo è disponibile al sito

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/boc.201500095/abstract

SINTESI

Gli insetti che vivono a spese di un altro insetto, detto ospite, sono definiti parassitoidi. Essi alterano il metabolismo dell’ospite mettendo in atto complessi sistemi di regolazione al fine di garantire lo sviluppo della propria progenie a spese dell’ospite stesso. Quest’ultimo diventa la fonte alimentare del parassitoide, il cui sviluppo è garantito da numerosi fattori parassitari di origine materna (veleno) ed embrionale (teratociti).
Il termine teratociti deriva dal greco teratos = mostro e kytos = cavità ed è utilizzato per indicare delle “cellule mostruose”. Si tratta di cellule rilasciate nel fluido circolante (emolinfa) dell’ospite, di origine embrionale, che si accrescono senza dividersi e diventano altamente poliploidi. I teratociti mostrano una elevata attività di sintesi e secrezione di proteine necessarie all’espletamento delle proprie funzioni, tra le quali quella di fornire sostanze nutritive alla larva dell’insetto parassitoide.
Tra le proteine rilasciate due sono quelle presenti in quantità maggiori, denominate Ae-FABP (Aphidius ervi Fatty Acid Binding Protein) e Ae-ENO (Aphidius ervi Enolase). La prima è responsabile del trasporto degli acidi grassi liberati dalla degradazione dei tessuti dell’ospite, attraverso l’emolinfa, fino alla larva in accrescimento del parassitoide che li assorbirà per nutrirsene. La seconda è invece coinvolta proprio nei meccanismi di degradazione dei tessuti dell’ospite. Infatti l’enolasi prodotta dai teratociti viene trasferita sulla loro superficie esterna e qui funziona da recettore per una proteina simile al Plasminogeno umano favorendone l’attivazione in plasmina, responsabile dell’invasione e degradazione dei tessuti dell’ospite stesso. Si tratta di un meccanismo analogo a quello utilizzato da parassiti, batteri, funghi patogeni e cellule tumorali coinvolti in processi di invasione tissutale.
Ae-FABP e Ae-ENO vengono rilasciate all’esterno dei teratociti utilizzando un meccanismo di trasporto non canonico, ma mediato da strutture vescicolari note come esosomi.
Analogo meccanismo di secrezione di proteine è presente anche in cellule di diverse tipologie tumorali. È infatti noto che per la progressione del cancro è necessaria una interazione diretta tra cellule tumorali e l’ambiente in cui si trovano. Gli esosomi rilasciati nell’ambiente extracellulare partecipano al rimodellamento della matrice extracellulare e promuovono angiogenesi, trombosi e proliferazione delle cellule tumorali.
La presenza e la diffusione degli esosomi nella progressione di tumori, di malattie neurodegenerative e di malattie infettive, li rende utilizzabili come nuovi bio-marcatori per una diagnosi non invasiva e più accurata e per la prognosi della progressione della malattia tumorale.
Gli esosomi inoltre hanno caratteristiche peculiari, quali stabilità in vivo e in vitro, biodisponibilità, capacità di attraversare la barriera emato-encefalica, capacità di regolare l'espressione genica, che ne consente l’utilizzo non solo come vaccini ideali per il trattamento del cancro, ma anche come liposomi naturali per la consegna di farmaci biologici, consentendo molteplici opportunità per lo sviluppo di nuove terapie alternative per il trattamento del cancro. Gli esosomi per le loro caratteristiche risultano anche essere vettori potenzialmente ideali di terapia genica, in quanto sono costituiti da componenti non sintetiche e non virali. Inoltre, data la loro piccola dimensione e la loro flessibilità, sono in grado di attraversare le membrane biologiche, mentre la loro struttura protegge l'RNA dalla degradazione, facilitandone la consegna al sito bersaglio.
Date le forti similarità tra i meccanismi messi in atto nelle interazioni ospite-parassitoide dai teratociti, e i meccanismi alla base della progressione delle cellule tumorali, i teratociti possono rappresentare nuovi ed alternativi sistemi modello da analizzare in tutti i meccanismi molecolari, sia in vivo che in vitro, al fine di comprendere la totalità dei meccanismi che sono alla base di patologie e di identificare punti i critici in corrispondenza dei quali si può intervenire per una corretta terapia che sia sempre più localizzata a livello cellulare e personalizzata.

DESCRIZIONE Cover: L’immagine di copertina mostra un singolo teratocita osservato al microscopio elettronico a Trasmissione (TEM). Nel riquadro in alto a sinistra si è riportata una immagine di immunofluorescenza di un teratocita non permeabilizzato incubato con anticorpo anti-Ae-ENO. Il segnale in rosso dimostra che Ae-ENO è presente sulla superficie esterna della membrana cellulare; il segnale blu corrisponde invece al nucleo della cellula.