Riassunto analitico
Il processo di formazione del muscolo scheletrico, denominato miogenesi, è orchestrato dalla attività coordinata di diversi fattori trascrizionali, i Myogenic Regulatory Factors (MRFs), tra cui myogenic differentiation factor (MyoD), miogenina, MRF4 e MEF2s.
La corretta funzionalità del muscolo è regolata dall’espressione di proteine coinvolte nella contrazione e struttura muscolare come miosina, actina e tropina.
NF-Y è un fattore trascrizionale ubiquitariamente espresso ed evolutivamente conservato, che riconosce la CCAAT box, un elemento ricorrente in tutti tipi di promotori eucariotici. Molteplici geni che regolano il ciclo cellulare e il differenziamento sono trascrizionalmente regolati da NF-Y. NF-Y è un complesso eterotrimerico, costituito da NF-YA, la subunità che riconosce e lega il DNA, e le subunità istoniche NF-YB e NF-YC.
NF-YA è presente in due isoforme , NF-YAs e NF-YAl, prodotte attraverso splicing alternativo, che differiscono per 28 aminoacidi nel dominio di attivazione N-terminale.
La subunità NF-YA è espressa nei miociti proliferanti, ma la sua espressione decresce durante il differenziamento. Studi di inattivazione genica eseguiti nel nostro laboratorio hanno dimostrato che NF-YA è essenziale sia per la proliferazione che per il differenziamento delle cellule C2C12, mioblasti murini immortalizzati. In particolare, l’isoforma NF-YAs sembra promuovere la proliferazione cellulare ed inibire il differenziamento, al contrario, NF-YAl gioca un ruolo chiave nell’accrescere la formazione dei miotubi.
Lo scopo di questa tesi è approfondire il ruolo di NF-YA nel differenziamento muscolare e identificare i meccanismi attraverso cui NF-YAl implementa la miogenesi, con il fine ultimo di gettare le basi per l’identificazione di putativi approcci terapeutici.
Inizialmente, abbiamo overespresso stabilmente mediante trasduzione virale in cellule C2C12 le due isoforme di NF-YA e abbiamo evidenziato il ruolo pro-differenziativo della variante di splicing NF-YAl.
Successive analisi morfologiche, trascrizionali e di espressione proteica hanno confermato il diverso comportamento delle due isoforme di NF-YA nel corso della miogenesi. Inoltre, attraverso studi di overespressione, abbiamo dimostrato come NF-YAl possa indurre un accrescimento delle miofibre anche se overespresso in fasi più tardive del differenziamento.
Per fare luce su quali meccanismi potessero essere implicati nell’aumento del differenziamento indotto da NF-YAl, abbiamo deciso di studiare la via di segnalazione di AKT e il processo autofagico, meccanismi coinvolti nello sviluppo muscolare. I risultati ottenuti suggeriscono che l’overespressione di NF-Y possa modulare entrambi i processi.
Infine, abbiamo studiato diversi approcci per modulare l’espressione di NF-YA, con il fine ultimo di ottenere un sistema terapeutico. Ci siamo concentrati sullo studio della Paeoniflorin, sostanza utilizzata in un modello di Atrofia Muscolare Spinale e Bulbare (SBMA) per indurre l’espressione di NF-YA, e nell’utilizzo di proteine trasducenti overesprimenti le diverse isoforme di NF-YA. Ulteriori studi saranno necessari per poter valutare l’eventuale utilizzo di NF-Y come approccio terapeutico per malattie caratterizzate da incompleto differenziamento muscolare.
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