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Chiarire la via delle MAPK

I disturbi dell'umore come ansia e depressione sono problemi sanitari comuni. Ma i meccanismi molecolari e di segnalazione intracellulare in essi coinvolti, come la via delle proteine chinasi attivate dai mitogeni (MAPK), sono ancora poco compresi.
Chiarire la via delle MAPK
Il progetto MAPKMOOD, finanziato dall'UE, ha studiato la via delle MAPK utilizzando modelli animali e colture cellulari. Per questi studi i ricercatori hanno sviluppato proteine di fusione per il recettore degli estrogeni T2 (ERT2), al fine di permettere l'attivazione e l'inibizione reversibili dei geni in concomitanza con la somministrazione del farmaco 4-idrossitamoxifene (4OHT). Anche le attività delle chinasi regolate dai segnali extracellulari (ERK) e delle fosfatasi MAPK (MKP) sono state studiate rispetto alla stimolazione con 4OHT e forbolo 12 -miristato 13-acetato (PMA).

Sono state create linee cellulari con specifiche mutazioni nelle proteine (Braf, V637E e K519M) con ERT2 per formare proteine di fusione che permettessero la modulazione esterna dei geni con il 4OHT. Le colture cellulari BrafV637E-ERT2 hanno mostrato livelli fortemente aumentati di ERK1 ed ERK2 attivati e fosforilati (pERK1/2) con la somministrazione di 4OHT. Il PMA con somministrazione di 4OHT riduceva l'attività di pERK1/2 nelle vie delle MAPK delle colture cellulari BrafK519M-ERT2, mentre il trattamento con il solo PMA ripristinava l'attivazione di ERK. L'immunocolorazione ha confermato il ruolo stimolante e inibitorio dell'OHT nella via di segnalazione delle MAPK. Risultati simili sono stati ottenuti nei fibroblasti esprimenti le proteine di fusione MKP1C258S-ERT2 o MKP1WT-ERT2. Questi esperimenti hanno dimostrato in modo definitivo che le proteine di fusione ERT2 possono controllare in modo reversibile la segnalazione delle MAPK e i livelli di enzimi chinasi utilizzando il 4OHT.

Gli scienziati di MAPKMOOD sono riusciti a creare modelli murini doppiamente transgenici incrociando i topi BrafV637E-ERT2 con i topi Nestin-Cre e Rosa-cre per test in vitro. I topi BrafV637E-ERT2 x Nestin-cre esprimevano le proteine di fusione BrafV637E-ERT2 solo nel cervello, a differenza dei topi BrafV637E-ERT2 x Rosa-cre. I livelli di ERK1 ed ERK2 attivati venivano osservati in diversi momenti dopo il trattamento con 4OHT, con un ritorno al valore basale dopo 24 ore che veniva confermato dall'analisi di western blot. Come previsto, i topi BrafV637E-ERT2 x Nestin-cre mostravano una forte espressione delle proteine di fusione solo nel cervello. I topi BrafV637E-ERT2 x Rosa-cre mostravano una forte attivazione della trasduzione del segnale MAPK in tutti gli organi analizzati.

In pratica i ricercatori sono riusciti a controllare la segnalazione delle MAPK regolando l'attività delle fosfatasi e i livelli degli enzimi chinasi in ambito cellulare e nucleare grazie al trattamento con 4OHT. È stato così prodotto un potente strumento per studiare gli effetti cronici dell'alterazione delle chinasi in diversi stadi di sviluppo, organi e linee cellulari. Ciò chiarirà il ruolo delle funzioni delle MAPK in salute e malattia per fornire nuovi bersagli terapeutici.

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