““Ciglio primario: un nuovo modello Ciglio primario: un nuovo modello sperimentale per la comunicazione sperimentale per la comunicazione cellula-cellula e cellula-ambiente”cellula-cellula e cellula-ambiente”
M. Cammarosano , A. Caputo , G.Iuliano , C. Izzo , M. Cammarosano , A. Caputo , G.Iuliano , C. Izzo , M. Passaro , G. Pecoraro , S. TinelliM. Passaro , G. Pecoraro , S. Tinelli
Università degli studi di SalernoUniversità degli studi di Salerno Dipartimento di Medicina e ChirurgiaDipartimento di Medicina e Chirurgia
Corso di Istologia ed EmbriologiaCorso di Istologia ed Embriologia
Tensegrity Tensegrity club:club:
Quale potrebbe essere il suo ruolo nei processi di riparazione tessutaleriparazione tessutale
e di osteointegrazioneosteointegrazione ?
Il paradigma del ciglio singolociglio singolo permette di correlare l’ attività
biomeccanicabiomeccanica all’ espressione genicaespressione genica del sistema muscolo scheletrico
Ed il suo comportamento in presenza di biomaterialibiomateriali ?
COSA FACOSA FASvolge funzioni differenti nei
vari contesti tessutali
Funzioni del ciglio primarioFunzioni del ciglio primario
- Louvi A, et Al. Cilia in the CNS: the quiet organelle claims center stage- Geerts WJCet Al Cobblestone HUVECs: a human model system for studying primary ciliogenesis.
Funzioni del ciglio primarioFunzioni del ciglio primario
ENDOTELIOENDOTELIO
FluiditàFluidità
EPENDIMA
LiquorLiquor
- Louvi A, et Al. Cilia in the CNS: the quiet organelle claims center stage- Geerts WJCet Al Cobblestone HUVECs: a human model system for studying primary ciliogenesis.
Funzioni del ciglio primarioFunzioni del ciglio primario
ENDOTELIOENDOTELIO
FluiditàFluidità
STAMINALISTAMINALI
Migrazione e Migrazione e differenziamentodifferenziamento
EPENDIMA
LiquorLiquor
LEUCOCITILEUCOCITI
Risposta immuneRisposta immune
- Louvi A, et Al. Cilia in the CNS: the quiet organelle claims center stage- Geerts WJCet Al Cobblestone HUVECs: a human model system for studying primary ciliogenesis.
Funzioni del ciglio primarioFunzioni del ciglio primario
ENDOTELIOENDOTELIO
FluiditàFluidità
STAMINALISTAMINALI
Migrazione e Migrazione e differenziamentodifferenziamento
LOCOMOTORELOCOMOTORE
MASSA OSSEAMATRICE CARTILAGINEA
EPENDIMA
LiquorLiquor
LEUCOCITILEUCOCITI
Risposta immuneRisposta immune
- Louvi A, et Al. Cilia in the CNS: the quiet organelle claims center stage- Geerts WJCet Al Cobblestone HUVECs: a human model system for studying primary ciliogenesis.
Sistema CARTILAGINE-OSSO
COM’ E’ FATTOCOM’ E’ FATTOE’ formato dall’integrazione di
“nanomacchine” che interagiscono con il citoscheletro
NANOMACCHINE
CHINESINE
DINEINE
Microtubuli
MicrotubuliVescicole
CHINESINA CHINESINA
DINEINADINEINA
MTOCMTOC
FIBRE YFIBRE Y
MICROTUBULIMICROTUBULI
MICROFILAMENTIMICROFILAMENTI
ASSONEMAASSONEMA
CHINESINA CHINESINA
DINEINADINEINA
Queste “infrastrutture molecolari” costituiscono la
base strutturale del TRAFFICO VESCICOLARE
Thomas C. Sudhof: The synaptic vesicle cycle.
PMID: 15217342
Randy W. Schekman: COPII : a flexible vesicle formation system.
PMID: 23702145
James E. Rothman: Mechanisms of intracellular protein transport.
PMID: 7969419
The Nobel Prize in The Nobel Prize in Physiology and Medicine Physiology and Medicine
20132013
COME FUNZIONACOME FUNZIONAE’ un sofisticato trasduttore che converte stimoli meccanici in
“segnali” in grado di regolare l’espressione genica
IL CIGLIO è assimilabile ad una “sonda cibernetica” che analizza il flusso extracellulare
Cellula a ciglio singolo Cellula a ciglio singolo
FlussoFlusso
Movimento del ciglioMovimento del ciglio
Apertura complesso PC1-PC2Apertura complesso PC1-PC2
Afflusso Ca++Afflusso Ca++
Regolazione genica
Cellula a ciglio singolo Cellula a ciglio singolo BIOMECCANICABIOMECCANICA
Centralità della PC1Centralità della PC1
Condrociti carenti di ciglio primario non esprimono completamente la PC1.
Difetti a carico della PC1 interferiscomo profondamente con la gestione della omeostasi
calcica e con la trasduzione del segnale
Angus K. Et Al : Primary cilia mediate mechanotransduction through control of ATP-induced Ca2 signaling in compressed chondrocytes.
QUANDO SI FORMAQUANDO SI FORMADurante la fase di quiescenza cellulare
COME SI FORMACOME SI FORMASecondo una sequenza di montaggio programmata
CiliogenesiCiliogenesi
-Ishikawa H. Marshall WF. Ciliogenesis: building the cell’s antenna.
Ciliogenesi in tre fasi:
1)1) Fusione della vescicola ciliare col Fusione della vescicola ciliare col corpo basalecorpo basale
2)2) Crescita dell’ assonema Crescita dell’ assonema
3)3) Fusione del complesso con Fusione del complesso con
la la membrana plasmaticamembrana plasmatica
Crescita tramite continuo apporto di vescicole al corpo basaleCrescita tramite continuo apporto di vescicole al corpo basale
CILIOPATIECILIOPATIESuggeriscono la centralità del ciglio singolo
CILIOPATIECILIOPATIE
Apparato respiratorio
- Rinite- Sinusite- Bronchite
cronica
Tessuto muscolare
-Diskinesia-Sindrome di Kartagener
Apparato riproduttore
Immobilità spermatica
CILIOPATIE da ciglio singolo
Rene policistico Situs inversus
-Tobin JL, Beales PL . The non motile ciliopathies.-Waters AM, Beales PL. Ciliopathies: an expanding disease spectrum.
Riparazione tessutale
OsteointegrazioneRemodelling
Biomeccanica vs Espressione genica
Risposta ai biomateriali
Suggestion:Suggestion:
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Tensegrity Tensegrity club:club:
Grazie per l’attenzione !