Academic literature on the topic 'Cellule muscolari scheletriche'

Recentemente in un certo numero di pazienti con distrofia muscolare congenita (CDM) classica è stato individuato un deficit di merosina, proteina che oltre ad essere responsabile del legame tra la distrofina e la matrice extracellulare sarebbe anche implicata nella crescita del neurite e nella migrazione delle cellule di Schwann. In tutti questi pazienti è presente una grave compromissione della muscolatura scheletrica con ipotonia e impossibilità a raggiungere una deambulazione autonoma e, nonostante l'assenza di una sintomatologia riferibile a danno del SNC, sono state costantemente evidenziate alla RM alterazioni della sostanza bianca degli emisferi cerebrali. Presentiamo i dati RM di 5 pazienti, di cui 2 fratelli, di età compresa tra 4 e 40 anni con CDM e deficit di merosina, in 1 caso totale e in 4 casi parziale. In 4 casi la RM ha dimostrato la presenza di un'alterazione alla sostanza bianca sovratentoriale, diffusa e simmetrica in 3 casi e costituita da piccole alterazioni peritrigonali isolate in 1 caso. In 1 paziente (con deficit parziale) la RM è risultata negativa e questo ci risulta essere il primo caso descritto. L'alterazione interessa sia la sostanza bianca sottocorticale che quella profonda e periventricolare anche se sembra ci sia una certa tendenza al risparmio delle fibre a U, reperto che è meglio riconoscibile nelle sequenze T1 dipendenti. Non è stata evidenziata nessuna alterazione del disegno corticale. Le lesioni da noi descritte sembrano simili a quelle riportate in letteratura nei pazienti con deficit totale e parziale di merosina. Il riscontro di alterazioni della sostanza bianca alla RM in pazienti con CMD deve indurre a dosare la merosina. L'assenza di tali alterazioni non sembra però escludere un deficit di merosina dato che in 1 paziente la RM è risultata essere negativa.

Previous works showed that muscle substitutes composed by acellular matrix and myoblasts may represent a promising approach for the treatment of diseases characterized by congenital absence or loss of large areas of skeletal muscle tissue. Here, the regeneration process occurring in vivo within the prosthetic material has been studied verifying the expression, as mRNA and protein, of some skeletal muscle and nerve tissue markers during three month after reconstructive surgery. The experimental evidences indicate that a progressive muscle remodelling within the implants exists and it is not completed after three months. Indeed, the simultaneous presence of markers belonging to both early and late differentiative stages indicates the presence of activated progenitors towards the myogenic line and cellular elements of advanced stages. Moreover, the involving of circulating precursors, probably of marrow origin, in the regeneration process it is suggested by the following observations: i) persistence of poorly differentiated cells at 3 months after surgery, ii) important cell migration from vessels without inflammatory phenomena, and iii) implanted myoblasts, that are cells already committed toward a specific fate, presumably form multinucleated elements in a short time. Finally, there is a rapid appearence of both vascular network and the nervous component. Although these promising results, in view of medical application a problem arise when the function of muscle satellite cells is impaired or their number inside the muscle fibers is low. To overcome this problem, this research has been addressed to the identification of alternative cell sources. For this reason, it has been evaluated both in vitro and in vivo the myogenic potential of mesenchymal cells (MSCs) obtained from umbilical cord blood (UCB). There is the possibility to withdraw the umbilical cord blood at the birth time and to store it in tissue banks, and having an autologous MSC reserve to use for congenital muscular diseases. Evidence for myogenic differentiation was found when MSCs were seeded on Matrigel® coated plates and cultured with myogenic media. After 4 days Myf-5, detected by immunofluorescence, was expressed by 13% of MSCs increasing to 30% at 8 days. We used quantitative PCR for human MyoD and Myogenin mRNAs to further demonstrate myogenic differentiation of MSCs. To evaluate the regenerative capacity of MSCs we used a skeletal muscle chemical injury model (bupivacaine hydrochloride), resulting in necrosis of muscle fibers in Lewis rat Tibialis Anterior. Undifferentiated green fluorescent protein (GFP)-labeled MSCs were injected into the injured muscle, without immunosuppression. The cells engrafted after 1 week and stained positive for Myf-5 and MyoD. After 2 weeks, we noted striations in fibers containing UCB-MSCs suggesting an organization of cytoskeletal proteins into sarcomeres. The skeletal muscle appeared intact by histological analysis, without signs of significant immunologic response, and the presence of MSCs was detected by immunostaining with a monoclonal antibody against human-Nuclei. In addition, these cells also expressed myosin and sarcomeric tropomyosin, a motor-protein and an actin-binding filament protein, respectively. At both time points we observed fibers with centrally located nuclei, indicating regenerated fibers. Finally, the number of GFP-positive fibers/total fibers counted in several fields was 40% for both time points and the area covered by these fibers was 20% of all fibers at 7 days increasing to 26% at 14 days, indicating a maturation of these myofibers. Our in vitro and in vivo data indicate that human MSCs are able to differentiate towards the myogenic lineage and may be efficiently incorporated into injured skeletal muscle, supporting the muscle regenerative process.

2004/2005
In questo lavoro sono state studiate le proprietà elettriche di membrana di cellule muscolari scheletriche murine ed umane durante la miogenesi in vitro. In particolare, si è studiato il ruolo delle conduttanze Ca2+ e K+ Ca2+- dipendenti nel generare l'attività elettrica pacemaker osservata in concomitanza con la contrazione meccanica in cellule murine in coltura dopo 4-5 giorni in medium di differenziamento. I risultati hanno rivelato che correnti Ca2+ voltaggio-dipendenti di tipo T sono responsabili della depolarizzazione del potenziale di membrana che facilita il raggiungimento della soglia per la nascita di potenziali d'azione TTX sensibili. Correnti K+ Ca2+ dipendenti di tipo SK, apaminosensibili sono attivate grazie all'ingresso di Ca2+ promosso dal potenziale d'azione e mediano l' iperpolarizzazione post-spike che, a sua volta, rimuove l'inattivazione dei canali Ca2+ di tipo T. Il gioco tra queste due conduttanze ioniche Na+ e K+ è quindi responsabile dell'attività elettrica spontanea osservata nei miotubi murini. In cellule muscolari scheletriche umane, isolate da cellule satelliti, in cui non si osserva attività spontanea in mancanza del nervo, abbiamo studiato il ruolo del fattore neurotrofico di origine neuronale, agrina nella modulazione delle proprietà passive e attive di membrana. In particolare abbiamo evidenziato che l' agrina riduce la resistenza di membrana, aumenta il potenziale di membrana a riposo in direzione iperpolarizzante, favorisce l'espressione della pompa Na+-K+, regola negativamente l'espressione di correnti K+ di tipo SK, facilita l'attivazione di correnti Ca2+ di tipo L e riduce l'espressione di correnti Ca2+ di tipo T. Tali fenomeni sono tutti stati osservati essere coinvolti nel processo di maturazione delle cellule muscolari. A conferma di ciò abbiamo rilevato che l'agrina facilita l'espressione delle componenti lente e veloci della catena pesante della miosina, una delle proteine contrattili maggiormente coinvolte nel processo di contrazione muscolare. L' agrina neuronale induce quindi il differenziamento della cellula muscolare durante la sinaptogenesi mimando l'attività promossa in vivo a livello di giunzione neuromuscolare ali' arrivo del terminale nervoso.
XVIII Ciclo
1974
Versione digitalizzata della tesi di dottorato cartacea.

2010/2011
The present thesis was developed for the characterization of the risk associated to palytoxins as seafood contaminants. To this aim, an integrated approach between in vitro and in vivo studies was chosen. Palytoxin and its analogues are known seafood contaminants that can accumulate in several edible species of shellfish, fish, crustaceans and echinoderms. Generally, primary symptoms associated to the ingestion of contaminated food involve the gastro-intestinal apparatus and later develop with the involvement of the muscular tissue. For a better comprehension of the mechanism of action of this family of biotoxins, the effects of PLTX have been studied on primary culture of mouse skeletal muscle cells. The myotoxic insult triggered by PLTX was described in detail with the definition of the cytotoxicity together with the description of the morphologic alterations and functional impairment caused by the toxin. Moreover, the influence of the ionic composition of the extracellular medium on the effects of the toxin was elucidated. Primary cultures of skeletal muscle cells, that presents in vitro many of the peculiarities of the adult muscle fiber, allowed the investigation of the membrane mechanisms that regulate the intracellular calcium increase triggered by the toxin. It was possible to discriminate the difference between calcium release from intracellular stores and the calcium entrance from extracellular compartment both elicited by the toxin, and to understand the importance of the latter in relation to the toxic event. Moreover, the involvement of the main membrane channels and transporters that may be related to the entrance of calcium was investigated and the crucial role of stretch-activated channels in the mechanism of toxicity was demonstrated. Once defined the crucial molecular mechanisms of action of PLTX, experiments were also performed with two of its analogue: the 42-hydroxyl-palytoxin and the ostreocin-D. In parallel to in vitro studies, the effects of repeated oral administration of PLTX in mice were also investigated. In fact, in vitro studies are not sufficient for the complete comprehension of the real hazard associated to a food contaminant, since molecules once in contact with the body may undergo adsorption, distribution and metabolism before reaching the target tissue. Short-term (7 days) administration of the toxin revealed toxicity at all the doses tested and lethality was recorded in the treated animals already from the dose of 30 µg/kg. Histological analysis highlighted alterations in several tissues: severe inflammatory processes and even foci of necrosis were observed in lungs. Alteration of the muscular tissues was visible as fiber separation and degeneration in the heart and increased cellularity between fibers in skeletal muscle. Moreover, depletion of glycogen content of hepatocytes and moderate alterations of the spleen were also observed. Data collected in the present project revealed, for the first time, toxicity of PLTX at doses much lower than that currently used by European Food Safety Authority (EFSA) for the estimation of limit values for presence of these compounds in seafood. For this reason, these results are likely to have a considerable impact at regulatory level and to have crucial importance for the protection of the consumers.
Il presente lavoro di tesi è stato sviluppato con lo scopo di caratterizzare il rischio associato alla presenza delle palitossine quali contaminanti dei prodotti ittici destinati ad uso alimentare. A tal fine, è stato scelto un approccio integrato tra studi in vitro e in vivo. La palitossina e i suoi analoghi sono noti contaminanti dei prodotti ittici e possono accumularsi in diverse specie edibili di molluschi, pesci, crostacei ed echinodermi. Generalmente, i primi sintomi associati all’ingestione di cibo contaminato coinvolgono l’apparato gastro-intestinale e poi si sviluppano con l’interessamento del tessuto muscolare. Per una migliore comprensione del meccanismo d’azione di questa famiglia di biotossine, gli effetti della PLTX sono stati studiati mediante colture primarie murine di cellule muscolari scheletriche. L’insulto miotossico indotto dalla PLTX è stato descritto nel dettaglio con la definizione della citotossicità assieme alla descrizione delle modifiche morfologiche e delle alterazioni funzionali causate dalla tossina. Inoltre, è stata caratterizzata l’influenza della composizione ionica dell’ambiente extracellulare negli effetti della tossina. Le colture primarie di cellule muscolari scheletriche, che presentano molte delle caratteristiche peculiari della fibra muscolare adulta, hanno permesso l’indagine dei meccanismi che regolano l’aumento intracellulare di calcio indotto dalla tossina. E’ stato possibile discriminare la differenza tra il rilascio di calcio dai depositi intracellulari e l’entrata di calcio dai compartimenti extracellulari, entrambi effetti indotti dalla tossina, e comprendere l’importanza del secondo meccanismo in relazione agli eventi tossici. E’ stato indagato il coinvolgimento dei canali e trasportatori di membrana in relazione all’ingresso di calcio ed è stato dimostrato il ruolo cruciale dei canali attivati da stiramento nel meccanismo di tossicità. Una volta definiti i meccanismi d’azione cruciali per la PLTX, esperimenti sono stati condotti anche con due dei suoi analoghi, la 42-idrossi-palitossina e l’ostreocina-D. Parallelamente agli studi in vitro, sono stati studiati gli effetti della somministrazione orale ripetuta della PLTX nel topo. Infatti, gli studi in vitro non sono sufficienti alla comprensione del reale pericolo associato ad un contaminate alimentare, dal momento che, le molecole, una volta a contatto con l’organismo, possono subire assorbimento, distribuzione e metabolismo prima di raggiungere il tessuto bersaglio. La somministrazione a breve termine della tossina (7 giorni) ha rivelato tossicità a tutte le dosi somministrate, e letalità è stata registrata negli animali trattati già alla dose di 30 µg/kg. Le analisi istologiche hanno evidenziato alterazioni a carico di diversi tessuti: a livello polmonare sono stati osservati severi processi infiammatori associati anche a focolai di necrosi. Le alterazioni del tessuto muscolare erano visibili come degenerazione e separazione delle fibre nel cuore e aumento degli elementi cellulari tra le fibre del muscolo scheletrico. Inoltre sono stai osservati, deplezione del contenuto di glicogeno negli epatociti e moderate alterazioni della milza. I dati raccolti nel presente elaborato hanno rivelato, per la prima volta, la tossicità della palitossina a dosi molto inferiori rispetto a quelle correntemente utilizzate della European Food Safety Authority (EFSA) per la stima di valori limite per la presenza di questi composti nei prodotti ittici destinati ad uso alimentare. Per questo motivo, i risultati avranno probabilmente un considerevole impatto a livello legislativo e un’importanza cruciale per la protezione dei consumatori.
XXIV Ciclo
1984

In this study we described the adipogenic potential of muscle satellite cells isolated from genetically obese Zucker rats (fa/fa) and lean controls (FA/FA). Moreover we clarified the role of Wnt signalling in this differentiation process, in particular we focused on two mebers of this pathway, Wnt10b and Dapper1.
In questo studio abbiamo descritto il potenziale adipogenico delle cellule satelliti muscolari isolate da ratti Zucker geneticamente obesi (fa/fa) e ralativi controlli normopeso (FA/FA). Inoltre abbiamo studiato il ruolo del Wnt signalling in questo processo di differenziamento, in particolare ci siamo focalizzati su due membri di questo pathway, Wnt10b e Dapper1.

Il tessuto muscolare scheletrico costituisce circa il 40% della massa corporea ed è di fondamentale importanza per un organismo in quanto è responsabile dei movimenti, della postura e dell’equilibrio, oltre che di importanti funzioni metaboliche. La perdita di questo tessuto può essere causata da una malattia progressiva oppure da un danno accidentale e tuttavia il muscolo scheletrico ha la capacità di rigenerarsi in modo rapido e completo così da prevenire la perdita di massa muscolare. Le cellule satelliti, cellule localizzate tra la membrana plasmatica e la lamina basale di ciascuna fibra, sono considerate le cellule staminali muscolari: in occasione di un qualsiasi processo degenerativo, esse vengono attivate ed iniziano a proliferare. Le cellule figlie migrano per formare catene di cellule satelliti disposte longitudinalmente sotto la lamina basale, qui si fondono tra di loro o con altri miotubi preesistenti per formare nuove fibre muscolari multinucleate. Le cellule satelliti hanno una limitata capacità proliferativa e probabilmente non possono sostenere molteplici cicli di rigenerazione durante fasi ripetute di degenerazione e rigenerazione, ciò è verosimilmente la causa della natura progressiva delle distrofie muscolari. L’ingegneria tissutale del muscolo, ovvero l’utilizzo di un’impalcatura artificiale a supporto di mioblasti/cellule staminali, sta delineandosi da alcuni anni come una strategia terapeutica innovativa per la cura di molte malattie del sistema muscolare scheletrico. Lo scopo dell’ingegneria tissutale è recuperare tessuti ed organi persi, danneggiati o compromessi, partendo da cellule proliferanti in coltura per terminare con strutture cellulari differenziate tessuto-simili. La matrice extracellulare (ECM) gioca un ruolo essenziale nel determinare il comportamento delle cellule durante i processi di rimodellamento tissutale che portano a strutturare tissuti maturi. Quindi, è auspicabile controllare il differenziamento cellulare durante la rigenerazione del tessuto, mimando l’ECM mediante l’uso di materiali ingegnerizzati. La modifica delle proprieta’ biofisiche e meccaniche di questi biomateriali puo’ essere usata come strategia per indurre risposte cellulari specifiche. Inoltre, un biomateriale iniettabile sotto forma di idrogel, avendo queste caratteristiche, ha come vantaggio ulteriore quello di essere facilmente engrafted in vivo al fine di trasportare cellule staminali e/o molecole bioattive per promuovere il rinnovamento tissutale. La nostra ricerca ha avuto come scopo l’utilizzo di un idrogel iniettabile fatto di glicole polietilenico (PEG) coniugato al fibrinogeno, il PEG-fibrinogeno (PF). Questo biomateriale è stato usato come scaffold per la ricostruzione muscolare in vitro ad opera di mesoangioblasti (Mabs), cellule progenitrici mesodermiche associate ai vasi, e di mioblasti (cellule satelliti, SCs) isolati freschi. Inoltre il PF è stato testato come carrier per il delivery dei Mabs in vivo al fine di incrementare il processo rigenerativo di muscoli danneggiati. Gli scaffold di PF usati per le colture in tre-dimensioni in vitro hanno permesso una buona sopravvivenza cellulare ed hanno accelerato il processo differenziativo in muscolo scheletrico, portando alla formazione di miotubi contrattili entro le ventriquattro ore (normalmente, le colture in due dimensioni richiedono tre giorni prima di esibire la formazione di miotubi). Inoltre, utilizzando il biomateriale con un disegno più complesso, cioè contenente al suo interno dei microcanali creati con la microablazione laser, il PF ha permesso l’allineamento delle cellule lungo i canali, quindi il differenziamento e la formazione di fibre muscolari mature ben orientate. In una prima serie di esperimenti in vivo siamo riusciti ad indurre il differenziamento di tessuti simil muscolo da PF e Mabs impiantati sotto la cute in topi immunodeficienti. Il PF ha mostrato di essere in grado di promuovere la crescita ed il differenziamento dei precursori miogenici, proprio come accade in vitro, portando alla formazione di un vero e proprio organoide, senza dare segni di tumorigenicità. Nella seconda serie di esperimenti in vivo, invece, il PF è stato usato come carrier di Mabs in muscoli danneggiati (tibiali anteriori) di topi immunodeficienti. La presenza del PF ha permesso un’aumentata sopravvivenza delle cellule trapiantate, una migliore ritenzione cellulare in situ e un complessivo miglioramento nell’engraftment cellulare, che si è tradotto in una più rapida rigenerazione del tessuto danneggiato. In conclusione, i biomateriali ed in particolare gli idrogel come il PF possono essere facilmente utilizzati per il trasferimento di cellule muscolari scheletriche, mediante una semplice procedura di iniezione one-step, e quindi potrebbero avere un enorme impatto nel trattamento di patologie degenerative a carico dei muscoli scheletrici, come la distrofia muscolare.
Tissue engineering aims to replace lost, damaged or failing tissue and organs, starting with cultured proliferating cells and ending with tissue-like structures. The extracellular matrix (ECM) plays a pivotal role in determining cell behavior during tissue remodelling processes leading to complete differentiated structures. Therefore it is desirable to control cell differentiation during tissue regeneration by mimicking the ECM using engineered biomaterials. To modify the biophysical and mechanical properties of these biomaterials can be used as a strategy to elicit specific cellular responses. Moreover, an injectable hydrogel biomaterial, having such capabilities, should have the advantage to be easily engrafted in vivo in order to carry stem cell and/or bioactive molecules to promote tissue renewal. Our research is thus focused on the use of an injectable hydrogel made from polyethylene glycol (PEG) conjugated to Fibrinogen. The PEG-Fibrinogen (PF) is used as scaffold for in vitro muscle reconstruction, seeded and cultured with mesoangioblasts (vessel associated progenitor cells) and freshly isolated muscle satellite cells (SCs). The PF, which can be controlled in terms of its matrix modulus, is tested in vivo as mesoangioblast carrier for muscle regeneration. The PF scaffold used for in vitro 3-D cultures promoted good survival of miogenic precursors and accelerated skeletal muscle differentiation (contractile myotubes) within 24 hours (normally, 2-D cultures take three days to exhibit myotube formation). The confining geometry of the microchannels created with microablation in the PF scaffolds promoted the development of oriented mature muscle fibers. Sub-cutaneous PF/miogenic precursors implants in Rag2 Chain -/- mice were able to form a “muscle organoid”. Finally, in vivo experiments using PF as a cell carrier showed increased transplanted cell survival, ameliorated in situ cellular retention and an overall improvement in cell engraftment. Injectable hydrogel biomaterials can be readily applied for skeletal muscle cell delivery by a simple one-step injection procedure and could have a noteworthy impact in the treatment of muscular dystrophy.

2012/2013
The skeletal muscle is a terminally differentiated tissue. Its capacity to repair following injury or disease depends on a population of myogenic precursors, named satellite cells. These cells are localized beneath the skeletal muscle fiber, in a specialized microenvironment, the niche. The niche preserves the homeostatic conditions of satellite cell quiescence, but at the same time, it ensures their responsiveness to mechanical, physical and chemical triggers from the surrounding environment. Therefore, the composition of the external milieu is critical in determining satellite cell behavior. As a matter of fact, during aging or under pathological conditions, alterations of the extracellular environment entail a severe impairment of satellite cell ability to sustain regeneration and repair of the skeletal muscle tissue. The general goal of this thesis was to focus on some of the trophic factors potentially present in the satellite cell niche in vivo and to characterize their role on the modulation of satellite cell functions in vitro. The first part of the research activity dealt with the study of the trophic effect of ATP on mouse myoblast proliferation. From literature, it emerged that ATP is a potential regulator of the skeletal muscle regenerative program, however the signalling mechanism remained partially unknown. We observed that ATP increased myoblast growth rate, effect that was mimicked by low concentrations of H2O2. Reactive oxygen species (ROS) imaging revealed that ATP induced H2O2 production, at concentrations comparable to those effective in triggering myoblast proliferation. Interestingly, the exposure to equimolar concentrations of adenosine did not mimic the effect of ATP, excluding any role for the main hydrolysis product of ATP in the control of cell cycling. This result was in agreement with data reporting that the specific enzymes responsible for ATP degradation are poorly expressed in myoblasts and become upregulated after cell differentiation. In line with the latter observation, it appeared reasonable that the differentiating skeletal muscle cells were more exposed to ATP-derived adenosine than proliferating myoblasts, and this suggested a potential physiological role for the nucleoside adenosine in the later phases of myogenesis. Taking into account that adenosine receptors (ARs) are present in mouse myotubes, in a second study we hypothesized a crosstalk between nAChRs and ARs. Using the Ca2+-imaging technique, we observed that the pharmacological modulation of ARs triggered variations in the nAChR-driven ([Ca2+]i) spikes. Moreover, our preliminary results suggest not only an interplay between the two receptors but also that endogenous adenosine is tonically released by twitching myotubes and activates its receptors. The third research project was aimed at exploring the role of neural agrin, a heparan sulphate proteoglycan, so far known as the key organizer of post-synaptic elements during skeletal muscle differentiation/regeneration. Besides agrin’s canonical effect on the maturation of the NMJ, novel roles have been discovered in the recent years, suggesting that the neurotrophic factor has pleiotropic effects. In this new context, we pursued the identification of potential new roles for neural agrin in the determination of satellite cell behaviour. Firstly, the analysis of different cell models, including C2C12 cell line and primary mouse and human cells, and revealed an increase in IL-6 secretion following exposure to agrin. Secondly, we addressed the hypothesis of agrin as a potential modulator of human myoblasts proliferation. Our preliminary results demonstrate that agrin enhances the proliferative capacity of human satellite cells and suggest the potential mechanism involved in the signaling cascade.
Il muscolo scheletrico è un tessuto terminalmente differenziato. La sua capacità rigenerativa in seguito a danno o patologia dipende da una popolazione di precursori miogenici, le cellule satelliti. Esse sono localizzate sulla superficie della fibra muscolare, racchiuse in un ambiente altamente specializzato, la nicchia. La nicchia assicura il mantenimento della quiescenza cellulare, ma allo stesso tempo fa sì che la cellula satellite risponda a stimoli meccanici, fisici o chimici, provenienti dall’ambiente esterno. Per questo motivo, la composizione dell’ambiente circostante condiziona altamente il comportamento della cellula satellite. Infatti, le alterazioni che si verificano con l’invecchiamento o in seguito a patologia compromettono la capacità dei precursori miogenici di sostenere la rigenerazione del tessuto. Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato quello di individuare e caratterizzare alcuni dei fattori trofici che compongono il microambiente della cellula satellite in vivo, per cercare di capire come essi modulino le funzioni dei precursori miogenici durante la rigenerazione in vitro. La prima parte dell’attività di ricerca ha riguardato lo studio dell’effetto trofico dell’ATP sulla proliferazione mioblastica. Studi in letteratura hanno fatto emergere il potenziale ruolo regolatore dell’ATP nella rigenerazione muscolare, anche se i meccanismi attraverso cui opera non sono ancora chiari. I risultati da noi ottenuti hanno dimostrato che l’ATP aumenta la proliferazione mioblastica e che un effetto simile si osserva in presenza di H2O2. L’imaging per le specie reattive dell’ossigeno (ROS) ha inoltre dimostrato che l’ATP induce la produzione di H2O2, a concentrazioni paragonabili a quelle capaci di aumentare la proliferazione. In presenza di concentrazioni equimolari di adenosina non è stato osservato alcun effetto sulla proliferazione cellulare, fatto che suggerisce che il ruolo dell’ATP non sia attribuibile all’adenosina, il suo principale prodotto di degradazione. Questo risultato è in accordo con quanto già riportato da altri Autori a proposito degli enzimi responsabili dell’idrolisi dell’ATP: essi sono poco espressi nei mioblasti in proliferazione, mentre la loro espressione aumenta notevolmente con il differenziamento cellulare. Alla luce di queste osservazioni, risultava verosimile che i miotubi fossero più esposti rispetto ai mioblasti all’adenosina derivante dall’ATP e che pertanto l’adenosina avesse un ruolo fisiologico preponderante nelle fasi avanzate della miogenesi. Dal momento che i recettori per l’adenosina (ARs) sono espressi nei miotubi murini, un secondo lavoro ha avuto come obiettivo quello di investigare un possibile “crosstalk” tra i ARs e i nAChRs. Esperimenti di Ca2+- imaging hanno dimostrato come la modulazione farmacologica dei ARs si traduca in una variazione nelle oscillazioni di [Ca2+]i indotte dall’attività del nAChR. Questi risultati, sebbene preliminari, suggeriscono non solo che i due recettori interagiscono tra loro, ma anche che l’adenosina è tonicamente secreta dai miotubi in contrazione e agisca attivando i suoi recettori. Il terzo progetto di ricerca è stato finalizzato allo studio del ruolo dell’agrina neuronale, un proteoglicano eparan solfato, già noto per la sua capacità di aggregare elementi sinaptici durante la fase di differenziamento e di rigenerazione del muscolo scheletrico. Accanto al ruolo canonico che la vede coinvolta nella maturazione della giunzione neuromuscolare, negli ultimi anni sono state descritte nuove funzioni per l’agrina neuronale, che la indicano come un fattore pleiotropico. In questo contesto, abbiamo esplorato nuove proprietà dell’agrina. In primo luogo, l’analisi di diversi modelli cellulari, incluse la linea cellulare C2C12 e cellule primarie murine e umane, ha dimostrato che il fattore neurotrofico potenzia il rilascio di IL-6. In un secondo studio, è stato ipotizzato un potenziale effetto di modulazione della proliferazione di mioblasti umani da parte dell’agrina neuronale. Risultati preliminari hanno dimostrato che l’agrina aumenta la capacità proliferativa delle cellule satelliti umane. Inoltre, sono stati individuati alcuni dei fattori molecolari che partecipano alla cascata di segnalazione.
XXVI Ciclo
1986