Dipartimento di Biologia, Ecologia e Scienze della Terra - Tesi di dottorato

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Questa collezione raccoglie le Tesi di Dottorato afferenti al Dipartimento Dipartimento di Biologia, Ecologia e Scienze della Terra dell'Università della Calabria.

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    Torsin a acting as a mechanosensor modulates nuclear transport in pathophysiological conditions
    (Università della Calabria, 2020-11-25) Galli, Giulia Raffaella; Cerra, Maria Carmela; Maggiolini, Marcello
    Gli esseri umani e l’ambiente circostante comunicano anche attraverso forze meccaniche. Gli input meccanici provenienti dal mondo che ci circonda svolgono un ruolo cruciale nei processi fisiologici e nel mantenimento dell’omeostasi dell’organismo umano. D'altra parte, difetti nelle proprietà meccaniche delle cellule o alterazioni delle forze meccaniche sono coinvolti nelle cause di diverse patologie tra cui il cancro. Le cellule del nostro corpo rispondono attivamente alle forze meccaniche, traducendo tali stimoli in segnali biochimici e nella regolazione dell'espressione genica. Il nucleo, costituito da due membrane separate che controllano il trasporto delle molecole, svolge un ruolo centrale nelle vie della meccano- trasduzione. Il trasporto nucleare delle molecole è meccanicamente sensibile ed è costituito da varie proteine coinvolte nel trasferimento di forze tra il citoscheletro e l'interno del nucleo. La ricerca condotta ha riguardato il ruolo dell'ATP-ase Torsin A come potenziale meccano-sensore in grado di rispondere ai cambiamenti della rigidità del substrato e modulare la traslocazione di proteine attraverso i pori nucleari. Sono stati pertanto studiati i cambiamenti nell'accumulo nucleare di MRTFA e YAP, poiché tali fattori di trascrizione sono fortemente sensibili ai segnali meccanici e risultano coinvolti nella progressione tumorale. Gli esperimenti sono stati eseguiti piastrando le cellule su gel di poliacrilammide con rigidità variabile e modulando i livelli di espressione di Torsin A attraverso tecniche di silenziamento genico ed over-espressione. In seguito ai cambiamenti di espressione di Torsin A è stata osservata un’alterazione nella traslocazione nucleare dei fattori di trascrizione summenzionati, supportando l'ipotesi 5 che Torsin A può agire nella meccano-sensibilità per il trasporto nucleare. L’utilizzo di costrutti mutanti di Torsin A ha ulteriormente consentito di dimostrare che Torsin A è coinvolta nel trasporto nucleare. Successivamente, sono stati anche valutati cambiamenti nella posizione di Torsin A in cellule piastrate su gel a diversa rigidità. Poiché il comportamento di Torsin A è fortemente dipendente dal cofattore noto come Lull1, che permette la traslocazione di Torsin A dal reticolo plasmatico all'involucro nucleare, la posizione di Torsin A in presenza e in assenza di tale cofattore è stata dunque valutata in cellule piastrate su gel a diversa rigidità. I risultati ottenuti hanno suggerito che la posizione di Torsin A è dipendente dalla presenza del cofattore Lull1. Inoltre, è stato osservato che l'accumulo di Torsin A nell'involucro nucleare diminuisce inibendo l'attività di Importin ß, indicando dunque che Importin ß è coinvolta nella localizzazione di Torsin A. È stato infine osservato che l’accumulo perinucleare di Torsina A è inversamente associato alla polimerizzazione dell'actina. Tali risultati indicano che Torsin A è un meccano-sensore in grado di rispondere ai cambiamenti della rigidità del substrato e di modulare la traslocazione nucleare di proteine coinvolte in importanti processi biologici.
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    Functional cooperation between GPER and AHR toward breast cancer progression
    (2019-04-11) Cirillo, Francesca; Cerra, Maria Carmela; Maggiolini, Marcello
    The cytochrome P450 1B1 (CYP1B1) is a heme-thiolate monooxygenase involved in both estrogen and environmental contaminants metabolism. For instance, CYP1B1 catalyzes the hydroxylation of 17-β estradiol (E2) leading to the production of 4-hydroxyestradiol that may act as a potent carcinogenic agent. In addition, CYP1B1 is overexpressed in different tumors including breast cancer. In this scenario, it is worth mentioning that CYP1B1 expression is triggered by estrogens through the estrogen receptor (ER)α in breast cancer cells. In the present study, we evaluated whether the G protein estrogen receptor namely GPER may provide an alternate route toward the expression and function of CYP1B1 in ER-negative breast cancer cells, in cancer-associated fibroblasts (CAFs) obtained from breast cancer patients, in CAFs derived from a cutaneous metastasis of an invasive mammary ductal carcinoma and in breast tumor xenografts. Our results show that GPER along with the EGFR/ERK/c-Fos transduction pathway can lead to CYP1B1 regulation through the involvement of a half-ERE sequence located within the CYP1B1 promoter region. As a biological counterpart, we found that both GPER and CYP1B1 mediate growth effects in vitro and in vivo. Altogether, these data suggest that estrogens in ER-negative cell contexts may engage the alternate GPER signaling toward CYP1B1 regulation. CYP1B1 is a well-known target gene of the aryl hydrocarbon receptor (AHR) that may be activated by the carcinogenic pollutant 3-methylcholanthrene (3MC). Hence, we aimed to provide novel insights into the molecular mechanisms by which 3MC and E2 may activate a cross talk between AHR and GPER transduction pathways leading to the stimulation of breast cancer cells and CAFs. In particular, our results demonstrate that 3MC and E2 trigger the EGFR/ERK/c-Fos signalling through both AHR and GPER toward the up-regulation of CYP1B1 and cyclin D1 as well as the stimulation of growth responses. Altogether, the present findings suggest that a functional interaction between AHR and GPER may occur toward breast cancer progression
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    Ruolo di GPER sulla funzione cardiovascolare in condizioni di ipertensione: caratterizzazione fisiologica del recettore in Ratti Spontaneamente ipertesi (SHR)
    (2013-11-25) De Francesco, Ernestina Marianna; Maggiolini, Marcello; Angelone, Tommaso
    Estrogens promote beneficial effects in the cardiovascular system mainly through the estrogen receptor (ER)α and ERβ, which act as ligand-gated transcription factors. Recently, the G protein-coupled estrogen receptor (GPER) has been implicated in the estrogenic signaling in diverse tissues, including the cardiovascular system. In this study, we demonstrate that left ventricles of male Spontaneously Hypertensive Rats (SHR) express higher levels of GPER compared to normotensive Wistar Kyoto (WKY) rats. In addition, we show that the selective GPER agonist G-1 induces negative inotropic and lusitropic effects to a higher extent in isolated and Langendorff perfused hearts of male SHR compared to WKY rats. These cardiotropic effects elicited by G-1 involved the GPER/eNOS transduction signaling, as determined by using the GPER antagonist G-15 and the eNOS inhibitor L-NIO. Similarly, the G-1 induced activation of ERK1/2, AKT, GSK3β, c-Jun and eNOS was abrogated by G-15, while L-NIO prevented only the eNOS phosphorylation. In hypoxic Langendorff perfused WKY rat heart preparations, we also found an increased expression of GPER along with that of the hypoxic mediator HIF-1α and the fibrotic marker CTGF. Interestingly, G-15 and L-NIO prevented the ability of G-1 to down-regulate the expression of both HIF- 1α and CTGF, which were found expressed to a higher extent in SHR compared to WKY rat hearts. Collectively, the present study provides novel data into the potential role played by GPER in hypertensive disease on the basis of its involvement in myocardial inotropism and lusitropism as well as the expression of the apoptotic HIF-1α and fibrotic CTGF factors. Hence, GPER may be considered as a useful target in the treatment of some cardiac dysfunctions associated with stressful conditions like the essential hypertension.
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    Molecular mechanisms involved in the biological responses to estrogens and antiestrogens in cancer cell
    (2013-11-04) Madeo, Antonio; Passarino, Giuseppe; Maggiolini, Marcello