Le sinapsi sono strutture particolarmente plastiche che vengono formate, stabilizzate e modificate durante l’intera vita dell’individuo. Molte patologie psichiatriche e neurologiche sono accompagnate da alterazioni strutturali e funzionali delle sinapsi. La struttura della sinapsi e’ determinata da un numero di fattori, il principale dei quali e’ rappresentato dal citoscheletro actinico. Nel sistema nervoso, l’actina svolge un ruolo cruciale nella formazione di dendriti e assoni e nel corretto sviluppo della connettivita’ neuronale. Eps8 e’ una proteina che si lega alle “barbed ends” e inibisce l’allungamento dei filamenti di actina. E’inoltre un interattore di IRSp53, una proteina regolatrice delle dinamiche di actina, che svolge un ruolo nei fenomeni di sinaptogenesi e plasticita’ sinaptica. Abbiamo recentemente dimostrato che Eps8 e’ richiesta per la formazione dei filopodi durante lo sviluppo neuronale. Questo processo richiede la fosforilazione di eps8 da parte di MAPK, che induce la dissociazione della proteina dal filamento actinico e il conseguente allungamento del filamento stesso (Menna et al., PLOs Biol. 7(6), 2009).
Nel presente progetto ci proponiamo di verificare se l’aumento del numero di filopodi riscontrato in neuroni privi di eps8 genera alterazioni nella sinaptogenesi e anomalie nelle funzioni cognitive e/o nel tracciato EEG in topi knockout per la proteina (Manfredi et al., Hum Mol Genet. 18:1075, 2009).
Verificheremo inoltre se gli endocannabinoidi, importanti regolatori dello sviluppo e plasticità neuronale, modulino, attraverso l’ attivazione di MAPK, la fosforilazione e quindi l’interazione di eps8 con il filamento di actina (Parolaro and Massi, Exp. Rev Neurother, 8:37, 2008).
Inoltre, poiche’ la proteina LIN7 ha un ruolo nella localizzazione di IRSp53 in siti giunzionali di cellule epiteliali polarizzate (Massari et al., Traffic 10:246, 2009), intendiamo verificare se LIN7 regola la localizzazione e funzione di IRSp53 e di Eps8 in neuroni e se la composizione/localizzazione del complesso LIN7-IRSp53-Eps8 e’ modulata da endocannabinoidi.
Infine, intendiamo investigare il ruolo di Eps8 nei tumori del Sistema Nervoso. L’espressione di Eps8 è infatti aumentata in diversi tumori primari e la formazione del complesso Eps8/Abi1/Sos1 e’ inoltre responsabile dell’attivazione di Rac. Poiche’ in cellule di glioblastoma umano ad elevata invasività, Rac è attivato in maniera costitutiva attraverso un meccanismo ancora sconosciuto (Cattaneo et al., Mol Cell Endocrinol. 256:34, 2006), valuteremo l’espressione di Eps8 in linee di glioblastoma e la possibile correlazione tra i livelli di espressione di Eps8, lo stato di attivazione di Rac e le proprietà invasive delle cellule tumorali prima e dopo silenziamento di Eps8 tramite siRNA. Riteniamo che i risultati di questi esperimenti possano fornire importanti indicazioni sul ruolo delle proteine che legano l’actina nello sviluppo e in alcune patologie del SNC.