Una nuova via di regolazione della produzione di fosfatidil-inositolo-2-fosfato (PIP2) e della conseguente esocitosi in neuroni del SNC.
Progetto Il fosfatidil-inositolo(4,5)bi-fosfato (PIP2)e' di fondamentale importanza nel fenomeno di priming delle vescicole neuronali e conseguente esocitosi.
La via meglio caratterizzata per la sintesi di PIP2 e' legata alle attivita' di una PtdIns4-kinase e di una PtdIns4P-5 kinase su PtdIns(SO3/FM5). La nostra ipotesi e' che i livelli di PIP2 possano venire incrementati anche grazie all'azione di una PI3-fosfatasi (PTEN) in grado di convertire PIP3 in PIP2. Questo potrebbe rappresentare un meccanismo fisiologico di aumento del release sinaptico. Basandoci su dati recenti che hanno dimostrato che il trattamento a breve termine con LY294002, un inibitore aspecifico della PI3K, una chinasi che converte PIP2 in PIP3, provoca un temporaneo aumento del 100% dei livelli di PIP2 nella membrana plasmatica e contemporaneamente un aumento della esocitosi (Milosevic et al., 2005), crediamo che l'attivita' di una specifica PI3K possa regolare i livelli di PIP2. L'equilibrio tra i livelli di PIP2 e di PIP3 e' infatti controllato da una PI3K e da PTEN e dati preliminari del DR Meunier indicano che questa via e' effettivamente presente e attiva in cellule neurosecretorie. Scopo di questo progetto e' verificare se anche il rilascio di neurotrasmettitori in cellule del SNC e' modulato da questa via biochimica. Il modello di studio che utilizzeremo consistera' di registrazioni elettrofisiologiche in fettine di ippocampo mantenute in vitro. Le cellule dell'area CA1 saranno registrate in modalita' patch-clamp whole cell. Un elettrodo stimolante verra' posto nel fascio collatterale di Shaffer per ottenere un EPSP nelle cellule CA1. L'entita' del EPSP verra' valutata in diverse condizioni farmacologiche in grado di interferire con la produzione di PIP2, quali ad es. l'utilizzo di un nuovo ed estremamente specifico inibitore della PTEN che ci verra' fornito dal Dr Woscholski (Imperial College, UK). Questo inibitore ci permettera' di verificare le conseguenze funzionali del blocco della produzione del PIP2 derivato dalla defosforilazione di PIP3. Utilizzeremo anche nuovo e specifico inibitore della PI3K, p110delta, e gli esperimenti saranno condotti in una linea di topi mutati p110delta knock-in knock-out che saranno forniti dal Prof. Vanhaesebroek, Babraham Institute, U.K. Un ulteriore interesse per questo progetto deriva dal fatto che PTEN sembra essere coinvolto nei processi di carcinogenesi e recentemente un notevole interesse scientifico si e' rivolto al possibile utilizzo terapeutico di inibitori di PTEN. L'investigare l'eventuale effetto di tali sostanze sul release neuronale assume quindi ulteriore importanza.
Milosevic I et al. Plasmalemmal phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate level regulates the releasable vesicle pool size in chromaffin cells. J Neurosci 25(10):2557-65, 2005