Riassunto analitico
Nel 2001 è stato identificato per la prima volta l’ormone chiave capace di regolare il metabolismo del ferro, l’epcidina, codificata dal gene HAMP. Questo piccolo peptide, sintetizzato in larga parte dagli epatociti del fegato, ha come funzione principale quella di regolare l’omeostasi del ferro corporeo, regolandone da un lato l’ingresso attraverso la dieta e dall’altro, il suo rilascio al torrente circolatorio al fine di sopperire ai bisogni eritropoietici dell’organismo. L’epcidina è infatti in grado di modulare il livello di ferro acquisito e immagazzinato, grazie alla sua capacità di legare e degradare la ferroportina, l’unico esportatore del metallo attualmente conosciuto. Ogni alterazione nella regolazione dell’epcidina e nell’equilibrio dell’asse epcidina-ferroportina determina l’insorgenza di condizioni patologiche dovute ad una imperfetta modulazione dell’assorbimento/rilascio del ferro. Quando infatti la produzione di epcidina risulta inibita o ridotta, si assiste ad una condizione di sovraccarico di ferro (come nell’emocromatosi ereditaria), mentre dall’altro lato, una eccessiva sintesi dell’ormone determina una condizione di ferro-carenza e anemia (come documentato nell’anemia da malattia cronica). Nel corso degli anni sono state descritte diverse vie di segnalazione in grado di attivare la trascrizione epatica di epcidina. Tra queste le principali sono: • il sovraccarico di ferro, che agisce attraverso la via delle proteine morfogenetiche dell’osso (BMPs); • l’infiammazione, che attiva la via dell’interleuchina 6 (IL6); • lo stress del reticolo endoplasmatico e la gluconeogenesi, che attivano la trascrizione di epcidina attraverso il fattore trascrizionale CREBH.
Lo scopo di questa tesi è stato quello di indagare il ruolo di un nuovo fattore nucleare, PARP1, potenzialmente implicato nella regolazione della risposta trascrizionale mediata dal pathway BMP/SMAD. Studi recenti hanno infatti dimostrato come PARP1 sia in grado di modulare l’intensità del segnale mediato sia dal pathway TGFbeta, sia dal pathway BMP/SMAD. In particolare, abbiamo valutato in vitro come la mancanza o l’over-espressione di PARP1 sia in grado di modulare l’espressione di epcidina e del suo promotore a livello basale. Nel dettaglio, abbiamo analizzato la risposta del messaggero di epcidina in cellule HepG2, una linea di epatoma umano, silenziate in modo transiente al fine di prevenire l’espressione di PARP1. Nello stesso contesto cellulare, abbiamo valutato la risposta del promotore di epcidina in cellule over-esprimenti il fattore PARP1 in modo transitorio. Questo approccio ci ha consentito di evidenziare come la mancanza di PARP1 influenzi in modo positivo l’espressione basale di epcidina, determinando un aumento del suo messaggero. Al contrario, la sua over-espressione è in grado di ridurre significativamente l’attività del promotore di epcidina. Successivamente, abbiamo valutato il ruolo del fattore PARP1 nella risposta di epcidina alla stimolazione da parte di BMP6, la citochina maggiormente implicata nell’attivazione di HAMP in seguito ad aumentati livelli di ferro circolante. In cellule HepG2, deprivate del fattore PARP1 e trattate con BMP6, abbiamo valutato la risposta di HAMP: la mancanza del fattore PARP1 determina una maggior risposta allo stimolo indotto da BMP6, indicando come questo fattore funga da inibitore della via, determinandone, quando assente, un potenziamento in termini di ampiezza. Grazie a questo lavoro abbiamo dimostrato come la stimolazione dell’epcidina da parte della via mediata dalle BMP/SMADs, in particolare dalla citochina BMP6, coinvolga il fattore PARP1 e come quest’ultimo sia necessario al fine di modularne l’intensità.
|