Dottorato in BIOLOGIA CELLULARE E DELLO SVILUPPO

Titolo della tesi: Interaction between M2 muscarinic receptor and β-Arrestin1 in human glioblastoma: implication in cell proliferation and migration.

Il glioblastoma multiforme (GBM) è una forma incurabile di tumore cerebrale primario, correlato ad una prognosi sfavorevole dovuta principalmente alla sua farmaco-resistenza. La terapia standard attualmente in uso è basata sull’intervento chirurgico seguito da radioterapia e/o chemioterapia con Temozolomide. Sfortunatamente più della metà dei pazienti non risponde a questo trattamento. Per tale motivo, da anni nel nostro laboratorio lavoriamo all’identificazione di nuovi potenziali target terapeutici per il GBM, dimostrando che il recettore muscarinico di tipo M2 (M2R) può modulare negativamente la proliferazione e la sopravvivenza cellulare in diversi tipi di tumore, incluso il glioblastoma. In questo lavoro di tesi sono partita dalla caratterizzazione delle interazioni farmaco-recettore e delle dinamiche derivanti dall’attivazione selettiva di M2R mediata da due molecole: l’agonista ortosterico Arecaidine Propargyl Ester (APE) e l’agonista dualsterico Iper-8-Naphthalimide (N8). Dopo aver valutato la capacità di N8 di inibire la proliferazione delle cellule di GBM a basse dosi, ho approfondito il suo potenziale di agonismo selettivo (“biased agonism”), che consente a N8 di attivare preferenzialmente una via di segnalazione rispetto a un’altra a valle dell’attivazione di M2R. A tal fine, ho introdotto nel mio progetto lo studio della β-Arrestina1, una proteina appartenente alla famiglia delle Arrestine, nota per il suo ruolo chiave nella desensibilizzazione e nel riciclo dei recettori accoppiati a proteine G (GPCR), ma anche per la capacità di promuovere vie di segnalazione non canoniche indipendenti dalle proteine G. E’ interessante notare come la β-Arrestina1 sia in grado non solo di esercitare il suo ruolo nell’internalizzazione del recettore anche nel nostro modello di riferimento, ma anche di mediare vie di segnalazione intracellulari a valle dell’attivazione selettiva di M2R da parte dell’agonista dualsterico N8. In particolare, è stato dimostrato che l’interazione tra M2R e β-Arrestina1 sembra essere cruciale per l’attivazione delle vie PI3K/Akt e AMPK, così come per la proliferazione e la migrazione delle cellule di GBM. Infine, grazie alla collaborazione con l’Università di Artois, ho potuto valutare la capacità dei nostri agonisti di attraversare la Barriera Emato-Encefalica cerebrale e la “Blood-Brain-Tumour Barrier” (BBTB) senza comprometterne l’integrità.