CURRICULUM VITAE
Nome e cognome:
Monica Carmosino
Luogo e data di nascita:
Fasano (BR) 15/07/71
Titoli e formazione scientifica:
1° Ottobre 2011-ad oggi:
Ricercatore di Ruolo per il settore disciplinare BIO-09’Fisiologia’ presso la Facoltà di
Farmacia dell’Università degli Studi della Basilicata
1° Ottobre 2011-ad oggi: Visiting Professor nel ‘Department of Cellular and Molecolar
Physiology’ della Yale University School of Medicine, New Haven, CT (USA).
Programma di ricerca:‘Cellular and Molecular Studies of Renal Transporters’.
Principal investigator: professor Michael Caplan
15-Novembre 2009-1° Ottobre 2011:
Assegnista presso il Dipartimento di Fisiologia Generale ed Ambientale dell’Universita’
degli studi di Bari. Assegno di ricerca nell’area scientifica 05 settore BIO/09. Titolo del
programma di ricerca: “Espressione funzionale di mutazioni del Recettore per il Calcio
(CaR) in sistemi eterologhi e progettazione di un prototipo di DNA microarray”. Tutor:
Prof.ssa Giovanna Valenti
1° Marzo 2006-2010:
Research Assistant Professor nel ‘Department of Cellular and Molecolar Physiology’
della Yale University School of Medicine, New Haven, CT (USA). Programma di
ricerca:‘Cellular and Molecular Studies of Renal Transporters’.
Principal investigator: professor Michael Caplan
1° Luglio 2004 - 28 Febbraio 2006
Research fellow nella ‘Division of Nephrology and Hypertension’ Vanderbilt University,
Nashville, Tennesse (USA). Programma di ricerca: ‘Role of Prostaglandin receptors in
the fluid and electrolyte balance in the kidney’
Supervisore: Professor Matthew Breyer
1° Giugno 2002 - 1° Giugno 2004
Assegnista presso il Dipartimento di Fisiologia Generale ed Ambientale dell’Universita’
degli studi di Bari. Assegno di ricerca di durata quadriennale nell’area scientifica 05
settore BIO/09. Titolo del programma di ricerca: “Regolazione fisiologica della
secrezione di fluido in cellule parietali gastriche e segnali di trasduzione”.
Responsabile del progetto: Prof.ssa Giovanna Valenti.
22 Maggio 2000 - 22 Maggio 2002
Post-doc presso il Dipartimento di Fisiologia Generale ed Ambientale dell'Università
degli studi di Bari. Borsa di studio di durata biennale post-dottorato nel settore di
Biochimica e Fisiologia della Nutrizione sul ruolo delle acquaporine nella fisiopatologia
del tratto gastroenterico.
Supervisore: Prof.ssa Giovanna Valenti.
1°Novembre 1996 – 30 Ottobre 1999
Dottorato di ricerca in "Biochimica e Fisiologia della Nutrizione" presso il Dipartimento
di Fisiologia Generale ed Ambientale dell'Università degli Studi di Bari: Titolo della tesi
di dottorato: "Trasporto d'acqua mediato da acquaporina-4 nello stomaco:
caratterizzazione di una linea cellulare gastrica umana come modello sperimentale".
Titolo di dottorato conseguito il 10 Febbraio 2000.
Supervisore: Prof.ssa Giovanna Valenti.
16 Novembre 1995
Laurea in Scienze Biologiche indirizzo Fisiopatologico, conseguita all'Università degli
Studi di Bari con votazione 110/110. Titolo della tesi sperimentale in Fisiologia
Generale: "Cinetica e regolazione dello scambiatore Na+/H+ in cellule di carcinoma
mammario umano MDA-MB 435".
Supervisore: Prof.ssa Valeria Casavola
Brevi soggiorni all’estero:
23 Febbraio-7 Aprile 1998
Soggiorno all’estero nel laboratorio “Caneaux et Recepteurs Membranaires”
dell’Universita’ di Rennes (Francia) diretto dal prof. Daniel Thomas per effettuare
esperimenti di immunolocalizzazione della acquaporina 4 e della H+/K+-ATPasi
utilizzando la microscopia elettronica su ghiandole isolate di stomaco di ratto.
3 Maggio-1 Giugno 1999
Soggiorno all’estero nel laboratorio “School of Biological Sciences” dell’Universita’ di
Manchester (Inghilterra) diretto dal prof. Maynard Case per effettuare misure di
permeabilità osmotica su ghiandole gastriche di ratto.
Coordinamento di congressi internazionali:
Chairman della sessione: “Regulation of Epithelial Transporters and Signaling
Processes” nel congresso internazionale Experimental Biology April 5-9 2008, San
Diego, California, USA
Invited lectures:
“The regulation of NKCC2 cotransporter in animal models od hypertension and renal
epithelial cell lines” at the 10 Year Anniversary (2001-2011) Symposium of The Water
and Salt Research Center, Faculty of Health Sciences, Aarhus University, Denmark, 7-9
September 2011
“Molecular determinants for differential membrane localization of NKCC1 and NKCC2
in epithelial cells” at the international meeting of Experimental Biology April 5-9 2008,
San Diego, California (USA)
Premi
1-6 Luglio 2000
Award come young scientist al Congresso internazionale MIP Conference:
MOLECULAR BIOLOGY AND PHYSIOLOGY OF WATER AND SOLUTE
TRANSPORT tenutasi in Goteborg, Svezia. Comunicazione orale dal titolo "Functional
expression of AQP4 in a human gastric cell line".
Corsi di formazione:
11 Novembre 2008:
Simposio in onore di Emile Boulpaep: Intracellular and intramolecula bridges in renal
transporters- Seeing and smelling ion transport in the kidney - Ion Cahnnels and
epithelial disfuntion. Presso la Yale University New Haven, CT, USA
10-12 Giugno 2008
Partecipazione al: ‘Yale Microscopy Workshop’ presso la Yale University New Haven,
CT, USA
18-20 Settembre 2001
Partecipazione al workshop “3rd Pratical intensive workshop on 3D Confocal
Microscopy” presso l’Università degli Studi di Lecce.
6-9 Settembre 2000
Partecipazione al corso 2000 della Scuola di Fisiologia e Biofisica “Espressione
eterologa di proteine di membrana: metodi di transfezione e di rilevazione” presso il
DBSF, Università dell’Insubria, Varese.
19-20 Giugno 2000
Partecipazione al workshop in "2nd Pratical intensive workshop on 3D Confocal
Microscopy" presso il laboratorio di Fisica dei Biosistemi, Università degli Studi di
Genova.
12 Luglio 1999
Partecipazione alla "Giornata di Studio sulle Tecnologie Biomolecolari" organizzata dal
Consiglio Nazionale delle Ricerche Area di Ricerca-Bari (Monopoli - Bari)
12-15 Settembre 1997
Partecipazione al corso: "L’analisi d'immagine applicata allo studio dei fattori di
crescita" organizzato dalla Società Italiana di Fisiologia (Villa Umbra, Perugia-Italy)
Ottobre 1994
Partecipazione al corso: "Methods to Determine Cell Kinetics" organizzato dal
Consorzio TUCEP (TIBER UMBRIA COMETT EDUCATION PROGRAMME,
Istituto Oncologico - Bari )
Partecipazione a programmi di ricerca scientifica
2009-2011: PRIN sul progetto’ Bilancio idro-salino nelle tubulopatie erditarie. Dalla
fisiologia alla farmacologia.
2008-2010: PRIN sul progetto ‘Canali ionici e canali per l'acqua nell'ipertensione: studi
di funzione e ricerca di polimorfismi genetici associati a sodio-sensibilita'
2006-2010: NIH Program Project Grant (P01 DK17433) on Cellular and Molecular
Studies of Renal Transporters. Responsabile scientifico: professor Walter Boron (Yale
University, USA).
2004-2006: NIH Program Project Grant: Role of Prostaglandin receptors in the fluid
and electrolyte balance in the kidney’. Responsabile Scientifico: Professor Matthew
Breyer (Vanderbilt University, USA)
2001-2003: Centro di Eccellenza ‘Genomica Comparata, geni coinvolti in processi
fisiopatologici in campo biomedico ed agrario', Coordinatore Nazionale: Prof. Cecilia
Saccone.
1999-2000 : COFIN ‘Trasporto epiteliale di ioni e di acqua in fisiologia e patologia
cellulare e molecolare' coordinatore nazionale Prof. Maria Svelto.
Tecniche conosciute:
Colture cellulari di anfibio, di mammifero e di cellule tumorali, Trasfezione di cellule
epiteliali, misure di pH e Ca++ intracellulari mediante tecniche spettrofluorimetriche,
misura di permeabilità osmotica all’acqua attraverso le tecniche dellaTotal Internal
Reflection Microflurimetry e Contrasto di fase, misure di corrente di cortocircuito (Isc) e
resistenza transepiteliale (Ω) in cellule in coltura, dosaggio dell'AMPc intracellulare,
SDS-PAGE, Western Blot, Immunocitochimica, Microscopia Confocale, Fosforilazione
in vitro, P.C.R., Northern Blot, FRET, real-time PCR, In situ Hybridization, FLIPER,
Mutagenesi sito-specifica, tecnologia delle proteine chimeriche silenziamento genico.
Lingue conosciute:
ottima conoscenza della lingua inglese
Attivita’ didattica:
Marzo 2012: docente di ruolo di Fisiologia presso la Facoltà di Farmacia dell’Università
degli Studi della Basilicata, CFU 10
Marzo 2011-2012: docente a contratto presso la Facoltà di Biotecnologie dell’Università
di Bari per il corso di ‘Ingegneria Cellulare e laboratorio di tecnologie cellulari’ CFU: 8
Settembre 2007 ad oggi: Insegnante del corso trimestrale “Fluid and Electrolytes
transport in epithelial cells” per gli studenti del primo anno della School of Medicine
della Yale University ( 32 ore di lezione frontale + 12 ore di laboratorio)
Gennaio 2008 - Gennaio 2009: Tutor della studentessa della School of Medicine della
Yale University Peggy Liu sul Progetto: ‘Role of VIP17 in the regulation of the renal
cotransporter NKCC2’.
1 Agosto 2008 - 30 Agosto 2008: “Intense Pedagogical Experience course on Ion
transporters for Yale Medical School students”
10 Giugno 2008 - 20 Giugno 2008: “Intense Pedagogical Experience course on Ion
transporters for Yale Medical School students”.
1 Agosto 2007 - 30 Agosto 2007: “Intense Pedagogical Experience course on Ion
transporters for Yale Medical School students”.
1 Agosto 2006 - 30 Agosto 2006: “Intense Pedagogical Experience course on Ion
transporters for Yale Medical School students”.
Partecipazioni a congressi internazionali:
1- CARMOSINO M, FERRARI P, TORIELLI L, FERRANDI M, RIZZO F, ROMANO
F, BIANCHI G, SVELTO M, VALENTI G. Apical NKCC2 Is Activated in Hypertensive
Rats Contributing to Maintenance of Salt-Sensitive Hypertension. 43th Annual Meeting
of American Society of Nephrology, Denver, colorado (USA) Novembre 2010.
2- CARMOSINO M, RAJENDRAN V, PROCINO G, RIZZO F, VALENTI G,
FORBUSH B, CAPLAN M AND SVELTO M.. Role of VIP17/MAL in the regulation
of NKCC2 in renal epithelial cells. 42th Annual Meeting of American Society of
Nephrology, San Diego (USA) Novembre 2009.
3- CARMOSINO M, GIMENEZ I, CAPLAN M AND FORBUSH B. Apical
membranane expression of NKCC2 is directed by a domain within its cytoplasmic Cterminus. Experimental Biology 2008, San Diego (USA), 5-9 Aprile 2008
4- CARMOSINO M, GIMENEZ I, CAPLAN M AND FORBUSH B. Apical
membranane expression of NKCC2 is directed by a domain within its cytoplasmic Cterminus. 40th Annual Meeting of American Society of Nephrology, San Francisco
(USA) Novembre 2007.
5- ZHANG L, CARMOSINO M, MOEKEL G. Tyrosine Kinase Signaling to
TonEBP/NFAT5 in Medullary Intersitial Cells. 39th Annual Meeting of American
Society of Nephrology, San Diego (USA), Novembre 2006
6- CARMOSINO M, HEBERT RL, SAITO O, YANG G, JACKSON CM, QI Z,
BREYER RM, NATARAJAN C, ZHANG Y, GUAN Y, BREYER MD.
Characterization of a rabbit PGF2alpha (FP) receptor exhibiting Gi-restricted signaling
and that inhibits water absorption in renal collecting duct. 38th Annual Meeting of
American Society of Nefrology. Philadelphia (USA) Novembre 2005
7-TAMMA G., CARMOSINO M., SVELTO M., VALENTI G. Molecular basis of
diuretic effect of bradykinin. 37th Annual Meeting of American Society of Nefrology.
Saint Louis (USA) Novembre 2004
8- TAMMA G., ADDABBO F., CARMOSINO M., LAERA A., SVELTO M.,
VALENTI G. Association of annexin II with AQP2 bearing vesicles and possible
involvement in cAMP-induced AQP2 exocytosis in renal cells. 37th Annual Meeting of
American Society of Nefrology. Saint Louis (USA) Novembre 2004
9- G. PROCINO, M. CARMOSINO, G. TAMMA, S. GOURAUD, A. LAERA, M.
SVELTO, G. VALENTI. Apical calcium-sensig receptors signaling counteracts cAMP
induced Aquaporin-2 trafficking in kidney collecting duct contributing to hypercalciuria
induced polyuria. 3rd Word Congress of Nephrology. Berlino, Giugno 2003
10- G. PROCINO, M. CARMOSINO, G. TAMMA, S. GOURAUD, A. LAERA, M.
SVELTO AND G. VALENTI. Calcium-sensing receptors signaling counteracts
forskolin-induced aquaporin-2 trafficking in kidney collecting duct contributing to
hypercalciuria-induced polyuria. 36rd Annual Meeting of American Society of
Nephrology. San Diego USA, Novembre 2003
11- G. TAMMA, M. CARMOSINO, M. SVELTO AND G. VALENTI. Bradikynin
counteracts forskolin-induced apical localization of AQP2 through Rho activation. 36rd
Annual Meeting of American Society of Nephrology. San Diego (USA) Novembre 2003
12- G. PROCINO, M. CARMOSINO, A. D’ALESSANDRO, S. NIELSEN, M.
SVELTO, G. VALENTI. Phosphorylation dynamics of Aquaporin 2 during maturation
from ER to vesicular compartment in renal cells. 35rd Annual Meeting of American
Society of Nephrology. Philadelphia (USA) Novembre 2002
13- M. CARMOSINO, G. PROCINO, M. SVELTO AND G. VALENTI. Histamineinduced AQP4 internalization in gastric cells is paralleled to an increase in AQP4
phosphorylation. 35rd Annual Meeting of American Society of Nephrology. Philadelphia
(USA) Novembre 2002
14- M. CARMOSINO, A. FRIGERI, G.P. NICCHIA, G. PROCINO, J.M.
VERBAVATZ, R. GOBIN, M. SVELTO AND G. VALENTI.Histamine and forskolin
stimulation induce rearrangements of Orthogonal Arrays of Particles (OAPs) in human
AQP4-expressing gastric cells. 33rd Annual Meeting of American Society of
Nephrology. Toronto-Canada 2000
15- M. CARMOSINO, A. FRIGERI, G.P. NICCHIA, G. PROCINO, V. CASAVOLA,
J.M. VERBAVATZ, R. GOBIN, M. SVELTO AND G. VALENTI. Functional
expression of AQP4 in a human gastric cell line. 3rd International conference on
molecular biology and physiology of water and solute transport. Goteborg (Svezia) 2000
16- V. CASAVOLA, L. GUERRA, S. J. RESHKIN, M. CARMOSINO, F. DI SOLE, R.
SCIORSCI, AND P. MINOIA. The effect of Naloxone on intracellular calcium in
epithelial cell systems. 1st word Congress on calcium and vitamin D in human life,
Roma 1996
17- V. ALBARANI, V. CASAVOLA, L. GUERRA, M. CARMOSINO, A.
PARADISO AND S. J. RESHKIN. Identification, kinetics and serum regulation of the
Na+/H+ exchanger of the human breast carcinoma cell line MDA-MB 435. Cell
Growth and Oncogenes, Bari 1996
Partecipazione a congressi nazionali:
1- CARMOSINO M, RIZZO F, PROCINO G, BASCO D, VALENTI G, FORBUSH B,
CAPLAN MJ AND SVELTO M. MAL/VIP17, a new player in the regulation of NKCC2
in the kidney. 61° congresso nazionale della società italiana di Fisiologia. Varese, 15-17
Settembre 2010.
2-VALENTI G., PROCINO G., CARMOSINO M., TAMMA G., GOURAUD S.,
LAERA A., RICCARDI D., SVELTO M. Aquaporin-2 and calcium sensing receptor:
new players regulating renal water handling in familial hypercalciuria. 13th Convention
Telethon Salsomaggiore 2005
3- L. Murer, F. Addabbo, M. Carmosino, G. Procino, G. Tamma, G. Montini, W.
Rigamonti, P. Zucchetta, M. Della Vella, A. Venturini, G. Zacchello, M. Svelto, G.
Valenti. Human Congenital Hydronephrosis Is Associated To Selective Decrease In
Urinary Aquaporin 2 And Increase In Prostaglandin E2 Excretion in the Post-Obstructed
Kidney. 55° Congresso Società Italiana Di Fisiologia. 4-7 Ottobre Pisa, 2004
4-PROCINO G., CARMOSINO M., TAMMA G., GOURAUD S., LAERA A.,
SVELTO M. and VALENTI G. Calcium-sensing receptor signaling counteracts
forskolin-induced aquaporin-2 trafficking in kidney collecting duct principal cells. 54°
Congresso della Società Italiana di Fisiologia, Chieti 2003
5- G.PRPCINO, M.CARMOSINO, A. D’ALESSANDRO, M.SVELTO, G.VALENTI.
Aquaporin 2 trafficking from ER to vesicular compartment in renal cells is associated to
changes in its phosphorylation state. 53° Congresso Nazionale della Società Italiana di
Fisiologia. Ferrara -Settembre 2002
6- M. CARMOSINO, G. PROCINO, M. SVELTO AND G. VALENTI. Histamineinduced AQP4 internalization in gastric cells is paralleled to an increase in AQP4
phosphorylation. 53° Congresso Nazionale della Società Italiana di Fisiologia. Ferrara Settembre 2002
7- G.VALENTI, G. PROCINO, G. TAMMA, S. GOURAUD, A. LAERA, M.
CARMOSINO AND M. SVELTO. Osmoregulation in renal epithelial cells: what need
for aquaporins?. 52° Congresso Nazionale della Società Italiana di Fisiologia. Ancona
2001
8- M. CARMOSINO, G. CALAMITA, A. MAZZONE, U. LAFORENZA, G. RINDI,
A.B. LEITER, M. SVELTO AND G. VALENTI Reduced expression of the aquaporin 4
water channel in PYY transgenic mice stomach. 51a Riunione Autunnale della Società
Italiana di Fisiologia. Catania 2000.
9- M. CARMOSINO, A. FRIGERI, G.P. NICCHIA, G. PROCINO, J.M.
VERBAVATZ, R. GOBIN, M. SVELTO, AND G. VALENTI. Aquaporin 4-mediated
water transport and acid secretion in a human gastric cell line: morphological and
functional analysis. 51a Riunione Autunnale della Società Italiana di Fisiologia. Catania
2000.
10- M. CARMOSINO, G. PROCINO, V. CASAVOLA, M. SVELTO AND G.
VALENTI. La linea cellulare gastrica umana HGT-1 come modello sperimentale per lo
studio dei meccanismi regolatori della secrezione acida. Conferenza sulla ricerca
scientifica delle facoltà di Medicina e Chirurgia e Scienze Matematiche Fisiche e
Naturali dell'Università degli Studi di Bari. Bari 1998.
11- M. CARMOSINO, G. PROCINO, V. CASAVOLA, AND G. VALENTI
The human cell line HGT-1 as a model for studying regulatory mechanisms involved in
water transport driven by acid secretion. 49a Riunione Autunnale della Società Italiana di
Fisiologia. Bari 1998.
12- M. CARMOSINO, L. GUERRA, S.J. RESHKIN, K.A. JACOBSON, L.
DEBELLIS, AND V. CASAVOLA. A3 adenosine receptor activation elevates
intracellular calcium and short circuit current. XXVIII Congresso nazionale della
Società italiana si Farmacologia, Bari 1997.
Attività scientifica svolta dal 2004 ad oggi
1°Luglio 2004 - 28 Febbraio 2006 - Vanderbilt University.
Dal 2004 al 2006 la dottoressa Carmosino è stata research fellow nel laboratorio del
professor Breyer a Nashville (Tennessee) dove si e’ occupata della localizzazione dei
recettori della vasopressina nel rene umano e di topo. La rilevanza di questa linea di
ricerca consiste nel fatto che i recettori della vasopressina sono potenziali siti d’azione di
farmaci contro molte patologie renali come lo shock vasodilatatore o l’Autosomal
Policystic Kidney Disease, una patologia caratterizzata da una progressiva formazione e
dilatazione di cisti lungo tutto il nefrone. L’uso di inibitori dei recettori V2 della
vasopressina e’ stato testato con successo su topi con reni policistici dimostrando il
possibile utilizzo di antagonisti dei recettori della vasopressina nella riduzione delle cisti
e quindi nel rallentamento della malattia.
La dott.ssa Carmosino per la prima volta ha mostrato la localizzazione dei recettori della
vasopressina nel rene umano utilizzando la tecnica dell’Ibridazione in situ. Inoltre ha
effettuato un’analisi quantitativa dei recettori della vasopressina nelle varie parti del rene
umano mediante l’uso della real-time PCR (pubblicazione n.10).
Durante il soggiorno nel laboratorio del dr Breyer ha contribuito attivamente allo
sviluppo di un’altra linea di ricerca incentrata sul ruolo dei recettori delle
prostaglandine nel bilancio idrico e salino del rene e nel controllo della pressione
arteriosa.
Per lo svolgimento di questa linea di ricerca la dottoressa Carmosino ha messo a punto
nel laboratorio del prof. Breyer un sistema di misura del calcio intracellulare in cellule
cresciute in monostrato in piastre da 96 o 192 pozzetti allo scopo si studiare il pathway
intracellulare dei recettori delle prostaglandine espressi nel rene. Lo strumento utilizzato
per tale scopo e’ chiamato FLEX station system (Molecular Device) e consente
un’analisi qualitativa e quantitativa dell’incremento del calcio intracellulare
simultaneamente in circa 100 differenti condizioni sperimentali.
In questo studio e’ stato dimostrato il coinvolgimento dei recettori FP delle
prostaglandine nell’inibizione del trasporto d’acqua in tubuli renali microperfusi. E’ stato
inoltre evidenziato che i recettori FP delle prostaglandine sono accopiati alle proteine G
inibitorie (Gi) nel loro signaling intracellulare (pubblicazione n. 12)
Inoltre la dottoressa Carmosino ha contribuito all’identificazione dell’effetto
antipertensivo di un selettivo sottotipo di recettore delle prostaglandine, EP1
(pubblicazione n 8).
Un altro progetto di ricerca in cui la dr Carmosino è coinvolta è incentrato sul ruolo dei
recettori delle prostaglandine nei processi di carcinogenesi. E’ stato dimostrato che
l’espressione dei recettori EP3 delle prostaglandine in cellule tumorali riduce il loro
potenziale carcinogenetico in vivo. Il signaling intracellulare coinvolto in questo
processo consiste nell’attivazione del pathway intracellulare G(12)-RhoA dipendente
(Pubblicazione n. 6).
2006 -2010 Yale University
Dal 1° Marzo 2006 al 2010 la dottoressa Carmosino ha lavorato nel ‘Department of
Cellular and Molecolar Physiology’ dell’Universita’ di Yale in USA come membro della
Facolta’ di medicina. Ha svolto lì la sua attivita’ di ricerca nei laboratori del professor
Michael Caplan e del professor Biff Forbush e la sua attività didattica. Il professor
Caplan ha effettutato osservazioni scientifiche di enorme rilievo su patologie come
l’Autosomal Polycistic Kidney Disease e il professor Forbush e’ un esperto di trasporti
ionici attraverso la membrana plasmatica. L’attivita’ della dott.ssa Carmosino e’
incentrata sulla regolazione del cotrasportatore NKCC. Sono stati identificate due
isoforme del trasportatore: NKCC1 espresso sulla membrana basolaterale degli epiteli
secretori e NKCC2 espresso esclusivamente sulla membrana apicale del tratto del
nefrone indicato come TAL.
La dott.ssa Carmosino ha subito contribuito in maniera significativa alla generazione di
un biosensore del Cloro ingegnerizzando il trasportatore NKCC1 per le misure di
trasporto di Cloro e di attivita’ del trasportatore in vivo. E’ noto che la fosforilazione e’
un metodo usato dalla cellula per regolare la funzionalita’ di molti trasportatori in quanto
e’ un meccanismo veloce, reversibile e non richiede la sintesi di nuove proteine.
L’aggiunta di un gruppo fosfato ad un aminoacido puo’ trasformare una zona idrofobica
in una idrofilica e le interazioni tra le nuove regioni idrofiliche inducono un
cambiamento conformazionale della proteina con conseguente attivazione o inattivazione
della proteina. La fosforilazione di NKCC1 ne determina un cambiamento
conformazionale che ne induce l’attivazione e la comprensione di questo meccanismo
molecolere ha permesso di mettere a punto un biosensore per la misura del trasporto di
cloro in vivo.
Sono state inserite nella molecola di NKCC1 due molecole fluorescenti YFP e CFP
rispettivamente all’estremita’ N e C terminale del trasportatore. E’ noto la proprieta’ di
queste due molecole di dare il fenomeno di FRET se sono opportunamente vicine come
lo sono se presenti nella stessa molecola. Si parla in questo caso di FRET
intramolecolare.
La fosforilazione del trasportatore che avviene su tre residui di treonina nel N termiunus
determina un cambiamento comformazionale del trasportore con conseguente
allontanamento reciproco delle due estremita’ della proteina. Poiche’ alle due estremita’
della proteina ci sono le due molecole fluorescenti, il loro allontanamento reciproco
determina la diminuzione del segnale di FRET. Seguendo quindi le variazioni di segnali
di FRET si puo’ seguire l’attivazione e l’inattivazione dello scambiatore in vivo ed il
flusso di cloro associato. E’ stato generato con successo un costrutto di NKCC1
contenente le due molecole fluorescenti alle due estremita’ perfettamente funzionante e
correttamente localizzato sulla membrana. La sua stimolazione determina una
diminuzione del 50% di FRET che e’ un ottimo valore di variazione di segnale di FRET.
Verranno generati adesso dei topi transgenici che esprimo il trasportatore cosi’
ingenierizzato in modo che sara’ possible misurare l’attivazione del trasportore in vivo
come in tubuli perfusi o sezioni di cervello di questi animali seguendo le variazioni del
segnale di FRET.
L’isoforma renale NKCC2 invece svolge un ruolo cruciale nel riassorbimento del sodio
nel rene. L’importanza di questo trasportatore nell’omeostasi del sodio e’ evidenziata dal
fatto che i suoi inibirori sono i farmaci anti-ipertensivi piu’ efficaci esistenti ad oggi.
Mutazioni di questo proteina inducono una patologia molto grave indicata come
sindrome di Bartter caratterizzata da ipotensione, ipocalemia, alcalosi metabolica e alta
mortalita’ prenatale. Oltre alle mutazioni responsabili di una proteina non funzionante,
ne sono state identificate altre responsabili invece di un’alterazione del traffico
intracellulare delle proteina. L’identificazione quindi dei segnali di sorting apicale
contribuiscono quindi significativamente alla comprensione dei meccanismi molecolari
di tale patologia. La strategia sperimentale utilizzata, è consiste nel generare proteine
chimeriche tra l’isoforma apicale NKCC2 e l’altra isoforma dello stesso cotrasportatore
NKCC1. Quest’ultimo e’ espresso in maniera ubiquitaria nelle cellule di mammifero ed
e’ localizzato sulla membrana basolaterale. La localizzazione cellulare delle proteine
chimeriche espresse in cellule epiteliali renali, e’ stata analizzata mediante microscopia
confocale e biotinilazione di proteine di superficie. La funzionalità delle chimere è stata
analizzata mediante flussi di Rb+ radioattivo, in quanto il Rubidio è un ottimo tracer del
Potassio. I risultati di questa linea di ricerca hanno dimostrato che i segnali di sorting
della proteina NKCC2 sono localizzati nella sua estremita’ carbossi-terminale del
trasportatore .
Nel proseguimento di questa linea di ricerca verranno identificati le proteine coinvolte
nel traffico apicale del trasportatore. Tra le proteine coinvolte nel traffico apicale di
trasportatore epiteliali, VIP17/MAL è stato identificato come un elemento chiave nella
regolazione del traffico apicale nel TAL. Esperimenti di coimmunoprecipitazione hanno
dimostrato che NKCC2 e VIP17 coimmunoprecipitano sia da preparazione di rene che
da lisati di cellule che over-esprimono entrambe le proteine. Eperimenti di
immunoblotting con un anticorpo che riconosce in maniera specifica la forma attiva di
NKCC2, hanno dimostrato che l’espressione di VIP17/ MAL incrementa lo stato di
attivazione del trasportatore. I risultati di questa linea di ricerca saranno presentati al
prossimo congresso dell’American Society of Nephrology. Un manoscritto su questo
argomento è stato inoltre pubblicato su in Molecular Biology of the Cell. Un altro
progetto di ricerca il cui la dott.ssa Carmosino è coinvolta è incentrato sul ruolo dei lipid
rafts nel traffico apicale dell’Aquaporina 2.
Questo canale per l’acqua è espresso in vescicole intracellulari nelle cellule principali del
dotto collettore renale. Sotto l’effetto della Vasopressina questa vescicole traslocano
sulla membrana apicale del dotto collettore rendendolo permeabile all’acqua. L’AQP2
svolge quindi un ruolo fondamentale nel processo di concentrazione delle urine. Il lavoro
di ricerca è incentrato sullo studio dei meccanismi molecolari che governano la
localizzazione apicale del canale per l’acqua AQP2 nelle cellule renali. La comprensione
nel dettaglio di tali meccanismi e’ fondamentale per l’elaborazione di strategie
terapeutiche valide nella cura del diabete insipido nefrogenico (NDI).
I lipid rafts sono piattaforme di membrane ricche in sfingolipidi e colesterolo coinvolte
nel sorting apicale di proteine di membrana. E’ stato dimostrato che sia nel rene che in
cellule renali trasfettate con AQP2, il canale per l’acqua è associato ai lipid rafts. Inoltre
l’inibizione della sintesi di colesterolo, principale costituente dei lipid raft, rallenta la
progressione della AQP2 nel suo traffico intracellulare dal Golgi alle vescicole di
esocitosi ed infine alla membrana plasmatica. Questi risultati dimostrano per la prima
volta il ruolo fondamentale del colesterolo nel traffico apicale dell’AQP2.
2010- ad oggi.
Rientrata dagli Stati Uniti la dott.Carmosino ha continuato la sua attività di ricerca nel
Dipartimento di Fisiologia Generale ed Ambientale nel gruppo di ricerca della Prof.ssa
Svelto. La sua attività è incentrata sempre sui meccnismi molecolari di regolazione del
traffico intracellulare e dell’attività di NKCC2. In particolare si sta occupando dei
partner di interazione di NKCC2 sia in linee cellulari che in reni di modelli animali
mediante approcci proteomici come il Blue Native Gel Electrophoresis e la Mass
Spectrometry. E’ noto infatti che i trasportatori di membrana si organizzano in
membrana in complessi macromolecolari in cui sono presenti elementi che regolano il
loro traffico ed attività. Quindi l’identificazione delle interacting proteins di un
trasportatore può dare molte informazioni sulla regolazione del trasportatore stesso.
La attività di ricerca della dott.ssa Carmosino continua anche in collaborazione con il
Prof. Caplan della Yale University presso cui la dott.ssa ha una posizione di Visiting
Professor.
Principali collaborazioni scientifiche:
Dr. Jean-marc Verbavatz dell’unità di Biologia cellulare di Saclay (Francia), per gli
esperimenti di freeze-fracture nelle cellule gastriche trasfettate con l’AQP4
Dr. Ildo Nicoletti e dr.ssa Roberta Mannucci del Dipartimento di Medicina Interna ed
Oncologica (Facoltà di Medicina e Chirurgia) dell'Università degli Studi di Perugia, per
esperimenti d’immunoflorescenza confocale per approfondire alcuni aspetti del traffico
intracellulare dell’AQP2 e dell’AQP4.
Dr Gilbert Moekel della ‘Division of Pathology’ (Department of Pathology Yale
University School of Medicine) per lo studio del ruolo del fattore di trascrizione TonEBP
come segnale intracellulare nelle cellule interstiziali della medulla renale.
Dr Ambra Pozzi della ‘Division of Nephrology and Hypertension’ (Vanderbilt University,
Tennessee USA) per lo studio del ruolo del calcio intracellulare nel signaling dei recettori
EP3 delle prostaglandine.
Professor Richard Lifton del ‘Department of Cellular and Molecular Physiology’ (Yale
University) per l’analisi del traffico intracellulare di mutanti dello scambiatore renale
NKCC2, responsabili della sindrome di Bartter.
Professor Richard Hebert del ‘Department of Cellular and Molecular Medicine, Kidney
Research Centre University of Ottawa (Canada)’ per l’analisi dei segnali di trasduzione
dei recettori FP delle prostaglandine.
Pubblicazioni:
1-CARMOSINO M, PROCINO G, SVELTO M. Na(+) -K(+) -2Cl(-) cotransporter type
2 trafficking and activity: The role of interacting proteins. Biol Cell. 2012 Jan 2. doi:
10.1111/boc.201100049. [Epub ahead of print]
2-MONICA CARMOSINO, FEDERICA RIZZO, GIUSEPPE PROCINO, LELLO
ZOLLA, ANNA MARIA TIMPERIO, DAVIDE BASCO, CLAUDIA BARBIERI,
SILVIA TORRETTA, GIOVANNA VALENTI AND MARIA SVELTO. Identification
of moesin as NKCC2-interacting protein and analysis of its functional role in the NKCC2
apical trafficking. In revision at Mol Biol Cell, October 2011.
3- PROCINO G, BARBIERI C, CARMOSINO M, TAMMA G, MILANO S, DE
BENEDICTIS L, MOLA MG, LAZO-FERNANDEZ Y, VALENTI G, SVELTO M.
Fluvastatin modulates renal water reabsorption in vivo through increased AQP2
availability at the apical plasma membrane of collecting duct cells. Pflugers Arch. 2011
Aug 20. [Epub ahead of print]
4- CARMOSINO M, RIZZO F, FERRARI P, TORIELLI L, FERRANDI M, BIANCHI
G, SVELTO M AND VALENTI G. NKCC2 cotransporter is activated in hypertensive
rats contributing to maintenance of salt-sensitive hypertension. Pflugers Arch. 2011
Aug;462(2):281-91. Epub 2011 May 7.
5- CARMOSINO M, RAJENDRAN V, PROCINO G, RIZZO F, VALENTI G,
FORBUSH F, CAPLAN M, SVELTO M. MAL/VIP17, a New Player in the Regulation
of NKCC2 in the Kidney. Mol Biol Cell. 2010 Sep 22.
6- CARMOSINO M., VALENTI G., CAPLAN M.J., SVELTO M. Polarized traffic
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Invited Review.
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SVELTO. Lovastatin-induced cholesterol depletion affects both apical sorting and
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Counteracts cAMP-Elicited Aquaporin 2 Translocation in Renal Cells. J Am Soc
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19- MURER L, ADDABBO F, CARMOSINO M, PROCINO G, TAMMA G,
MONTINI G, RIGAMONTI W, ZUCCHETTA P, DELLA VELLA M, VENTURINI A,
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VALENTI. The cultured human gastric cells HGT-1 express the principal transporters
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871-880
26- G. VALENTI, G. PROCINO, M. CARMOSINO, A. FRIGERI, R. MANNUCCI, I.
NICOLETTI AND M. SVELTO. The phosphatase inhibitor Okadaic Acid induces
AQP2 translocation independently from AQP-2 phosphorylation in renal collecting duct
cells. Journal of Cell Science (2000) 113, 1985-1992
Tesi di dottorato in ‘Biochimica e Fisiologia della Nutrizione’:
"Trasporto d'acqua mediato da acquaporina-4 nello stomaco: caratterizzazione di una
linea cellulare gastrica umana come modello sperimentale".