Astrociti e rilascio di glutammato: modulazione da parte dell'eterodimero A2A-OTR

Abstract

Nel processo cellulare di trasduzione del segnale hanno un ruolo importante i recettori accoppiati a proteina G, bersaglio farmacologico di numerosi farmaci. Recenti evidenze indicano la loro capacità di formare eteromeri attraverso interazioni coordinate, cooperative o antagonistiche tra unità recettoriali, con ripercussioni su folding recettoriale, presentazione in membrana e profilo farmacologico: la presenza di un recettore può influenzare la capacità di legame del ligando del secondo recettore arruolato nella interazione recettore-recettore (RRI) o influenzare la selettività per le proteine G, potendo così modulare, nel sistema nervoso centrale, le comunicazioni intercellulari neurone-neurone, neurone-glia e/o glia-glia, con conseguenze significative sull'attività sinaptica e sulla plasticità della rete. Scopo di questa tesi sperimentale è stato quello di valutare in astrociti striatali adulti l'espressione dei recettori A2A, per adenosina, e OTR, per ossitocina (OT), e la possibilità di una loro RRI. In processi astrocitari sono stati valutati aspetti funzionali (rilascio di glutammato e variazione della concentrazione intracellulare di calcio) dell'attivazione dei recettori: OT inibiva il rilascio di glutammato e l’incremento del calcio indotti da depolarizzazione mentre l’attivazione di A2A annullava tali effetti. Attraverso immunofluorescenza e microscopia confocale si è valutata la co-espressione di OTR e A2A e l’eterodimerizzazione A2A-OTR è stata provata con co-immunoprecipitazione ed immunoblot e proximity ligation assay in situ. Le prove raccolte indicano la presenza di un eteromero A2A-OTR negli astrociti striatali, unità funzionale da considerare quando si valuta l’effetto di OT, la sua capacità di modulare il rilascio di glutammato dai processi astrocitari e il conseguente funzionamento della sinapsi glutammatergica.

G protein-coupled receptors play an important role in the cellular process of signal transduction and are the pharmacological targets of many drugs. Recent evidence indicates their ability to form heteromers through coordinated, cooperative or antagonistic interactions between receptor units, with effects on receptor folding, presentation in the membrane and pharmacological profile: in the receptor-receptor interaction (RRI), we could observe an alteration in the ligand binding affinity or in the selectivity for G proteins. In the central nervous system, the RRI could modulate the neuron-neuron, neuron-glia and/or glia-glia intercellular communications, with significant effects on the synaptic activity and on the plasticity of the network. This experimental thesis aimed to evaluate the expression of the adenosine A2A receptors and of the oxytocin (OT) receptors (OTR) and the possibility of their RRI in adult striatal astrocytes. In astrocytic processes, were evaluated functional endpoints (release of glutamate and variation of intracellular calcium concentration) due to the receptor activation. OT inhibited the release of glutamate and the increase of calcium concentration evoked by depolarization, while A2A abolished these effects. By immunofluorescence and confocal microscopy, the OTR and A2A co-expression was evaluated; A2A-OTR heterodimerization was tested with co-immunoprecipitation and immunoblot and proximity ligation assay in situ. The collected evidence indicates the presence of an A2A-OTR heteromer in striatal astrocytes, a functional unit that needs to be considered to evaluate the effect of OT, its ability to modulate the release of glutamate from astrocytic processes and the consequent functioning of the glutamatergic synapse.