Università degli studi di Salerno
Dipartimento di Medicina e Chirurgia
Corso di Istologia ed Embriologia
“Ciglio primario: un nuovo modello
sperimentale per la comunicazione
cellula-cellula e cellula-ambiente”
Tensegrity club:
M. Cammarosano , A. Caputo , G.Iuliano , C. Izzo ,
M. Passaro , G. Pecoraro , S. Tinelli
Il paradigma del ciglio singolo
permette di correlare l’ attività
biomeccanica all’ espressione genica
del sistema muscolo scheletrico
Quale potrebbe essere il suo ruolo
nei processi di riparazione tessutale
e di osteointegrazione ?
Ed il suo comportamento in
presenza di biomateriali ?
COSA FA
Svolge funzioni differenti nei
vari contesti tessutali
Funzioni 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 primario
ENDOTELIO
Fluidità
- 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.
EPENDIMA
Liquor
Funzioni del ciglio primario
ENDOTELIO
Fluidità
LEUCOCITI
Risposta 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.
EPENDIMA
Liquor
STAMINALI
Migrazione e
differenziamento
Funzioni del ciglio primario
ENDOTELIO
Fluidità
EPENDIMA
LOCOMOTORE
Sistema
CARTILAGINE-OSSO
LEUCOCITI
Risposta immune
Liquor
STAMINALI
MASSA OSSEA
MATRICE CARTILAGINEA
- 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.
Migrazione e
differenziamento
COM’ E’ FATTO
E’ formato dall’integrazione di “nanomacchine”
che interagiscono con il citoscheletro
NANOMACCHINE
CHINESINE
DINEINE
Microtubuli
Microtubuli
Vescicole
CHINESINA
DINEINA
CHINESINA
Queste “infrastrutture
molecolari” costituiscono la
base strutturale del
TRAFFICO VESCICOLARE
ASSONEMA
DINEINA
FIBRE Y
MICROTUBULI
MTOC
MICROFILAMENTI
The Nobel Prize in
Physiology and Medicine
2013
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
COME FUNZIONA
E’ un sofisticato trasduttore che converte stimoli meccanici in
“segnali” in grado di regolare l’espressione genica
Cellula a ciglio singolo
IL CIGLIO è assimilabile ad una “sonda
cibernetica” che analizza il flusso extracellulare
Cellula a ciglio singolo
BIOMECCANICA
Flusso
Movimento del ciglio
Apertura complesso PC1-PC2
Afflusso Ca++
Regolazione genica
Centralità 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 FORMA
Durante la fase di quiescenza cellulare
COME SI FORMA
Secondo una sequenza di montaggio programmata
Ciliogenesi
Ciliogenesi in tre fasi:
1) Fusione della vescicola ciliare col
corpo basale
2) Crescita dell’ assonema
3) Fusione del complesso con la
membrana plasmatica
-Ishikawa H. Marshall WF. Ciliogenesis: building the cell’s antenna.
Crescita tramite continuo apporto di vescicole al corpo basale
CILIOPATIE
Suggeriscono la centralità del ciglio singolo
CILIOPATIE
Apparato respiratorio
- Rinite
- Sinusite
- Bronchite
cronica
Tessuto muscolare
Apparato riproduttore
-Diskinesia
-Sindrome di
Kartagener
Immobilità spermatica
CILIOPATIE
da ciglio singolo
Rene policistico
-Tobin JL, Beales PL . The non motile ciliopathies.
-Waters AM, Beales PL. Ciliopathies: an expanding disease spectrum.
Situs inversus
Suggestion:
Biomeccanica vs Espressione genica
Osteointegrazione
Remodelling
Riparazione
tessutale
Risposta ai biomateriali
Suggestion:
Università degli studi di Salerno
Dipartimento di Medicina e Chirurgia
Corso di Istologia ed Embriologia
Tensegrity club:
Grazie per l’attenzione !