FGF e segnali di calcio in neuroni periferici in coltura: ruolo delle principali vie di trasduzione

Introduzione e scopo del lavoro: La differenziazione neuronale è un evento fondamentale nello sviluppo del sistema nervoso. Una delle tappe cruciali di questo processo è rappresentata dalla crescita dei processi neuritici, dal loro orientamento e dalla corretta formazione delle connessioni sinaptiche. Questi processi sono guidati da segnali positivi (permissivi o attrattivi) e negativi (inibitori o repulsivi) provenienti dall'ambiente extracellulare. Questi segnali possono essere molecole della matrice extracellulare, della superficie di altre cellule o fattori diffusibili. Il gruppo di ricerca con il quale ho collaborato per lo svolgimento di questa tesi ha affrontato da diversi anni lo studio del ruolo di fattori neurotrofici che possono essere molecole della matrice extracellulare, della superficie di altre cellule o fattori diffusibili. La nostra attenzione si è concentrata sui fattori neurotrofici, classe eterogenea di molecole in grado di promuovere la sopravvivenza ed il differenziamento di specifiche popolazioni neuronali attraverso l'attivazione di cascate intracellulari di trasmissione del segnale. Nel laboratorio in cui ho svolto la tesi da anni si studiano le vie attivate dal basic Fibroblast Growth Factor (bFGF). Lo scopo del mio lavoro è stato quello di analizzare il ruolo delle tre principali vie di secondi messaggeri attivati dal bFGF (via della PLCγ, della MAPKK e della PI3K) nella generazione di segnali di calcio, ed in particolare nell'ingresso di calcio dal mezzo extracellulare. In una prima fase, l'analisi è stata effettuata a livello del soma. Successivamente è stata estesa ai segnali attivati dal fattore neurotrofico a livello dei neuriti ed in particolare del cono di crescita, il fronte del neurite in avanzamento che rappresenta la principale sede di ricezione e codificazione dei segnali positivi e negativi che regolano il suo avanzamento ed orientamento. Materiali e metodi: Come modello sperimentale sono state utilizzate colture primarie di neuroni espiantati dal ganglio ciliare (GC), ottenuti da embrioni di pollo allo stadio E7/E8. Si sono trattate le cellule con gli inibitori delle tre vie in analisi (U73122, PD98059 e Wortmannina). Si è valutata poi la variazione del calcio citosolico libero a livello del soma. A livello dei neuriti e del cono di crescita si è valutata la variazione dell'ampiezza dei segnali di Ca2+ indotta dal bFGF. Risultati e discussione: A livello somatico l'ampiezza dei segnali di Ca2+ risulta essere modulata solo dalla Wortmannina ma non dagli inibitori delle altre vie, mentre la percentuale di cellule che danno risposta è influenzata non solo dalla Wortmannina ma anche dall'U73122. Strutture come neuriti e cono di crescita sono in grado di rispondere alla stimolazione con bFGF con aumenti di calcio citoplasmatico.