La deprivazione di siero induce variazioni nell'attività di enzimi nucleari coinvolti nel metabolismo degli sfingolipidi

Riassunto

I metaboliti sfingolipidici (ceramide, ceramide fosfato, sfingosina, e sfingosina- 1-fosfato) sono coinvolti nella regolazione della proliferazione, del differenziamento e dell’apoptosi. Recentemente è stato suggerito che la regolazione degli enzimi che controllano i loro livelli intracellulari ha un ruolo importante nella decisione del destino cellulare. Ad esempio, diversi segnali extracellulari che inducono apoptosi (come TNFα, Fas-L, agenti chemioterapici, radiazioni ionizzanti) attivano l’enzima sfingomielinasi (SMasi). Quest’attivazione conduce all’idrolisi della sfingomielina, liberando ceramide e fosfocolina. D’altro canto la sfingomielina può essere resintetizzata mediante il trasferimento di fosfocolina dalla fosfatidilcolina alla ceramide, liberando diacilglicerolo. Il diacilglicerolo può anche essere prodotto a partire dalla fosfatidilcolina mediante l’azione di una fosfolipasi C-specifica per la fosfatidilcolina e può, a sua volta, stimolare l’attività sfingomielinasica. Pertanto il bilancio ceramide/diacilglicerolo è regolato dalle attività degli enzimi coinvolti nel metabolismo della fosfatidilcolina e della sfingomielina. E’ stato suggerito che la regolazione del rapporto fra i livelli di diacilglicerolo e di ceramide possono essere un importante “reostato biologico” nella regolazione di molte funzioni cellulari.
Alcune evidenze suggeriscono che la localizzazione subcellulare dove viene prodotta la ceramide è un fattore chiave che determina il tipo di risposta (proliferazione, morte o differenziazione) allo stimolo extracellulare. Malgrado i numerosi cambiamenti che avvengono nel nucleo durante questi processi, il metabolismo degli sfingolipidi nucleari ed il loro ruolo è poco conosciuto. Solo recentemente molti degli enzimi coinvolti nel metabolismo della ceramide, come la sfingomielinasi, la sfingomielina sintasi, la sfingosina chinasi e la ceramidasi sono stati trovati nel nucleo. Lo scopo della presente tesi è stato determinare se il metabolismo della sfingomielina nucleare cambia durante l’induzione dell’apoptosi mediante deprivazione di siero nelle cellule embrionali di ippocampo di topo HN9.10e. Sono state misurate le attività della sfingomielinasi e della sfingomielina sintasi. Dato che la sfingomielinasi può essere stimolata dalla fosfolipasi C-dipendente dalla fosfatidilcolina, è stata valutata anche l’attività di questo enzima. I risultati ottenuti mostrano che nel nucleo l’attività della fosfolipasi C-dipendente dalla fosfatidilcolina aumenta trenta minuti dopo la deprivazione. Successivamente avviene sia l’attivazione della sfingomielinasi nucleare sia l’inibizione della sfingomielina sintasi, favorendo così l’aumento dei livelli di ceramide.
Esperimenti di citoistochimica e analisi al microscopio confocale hanno dimostrato che questi cambiamenti precedono sia la traslocazione di Bax dal citosol al mitocondrio e quella del fattore di trascrizione NF-kB dal citosol al nucleo sia la comparsa delle caratteristiche morfologiche tipiche dell’apoptosi (riduzione del volume cellulare, condensazione e frammentazione della cromatina). L’aumento di ceramide nucleare potrebbe quindi portare ad un aumento della permeabilità della membrana nucleare che faciliti la traslocazione di segnali citoplasmatici al nucleo.