Tortora, Francesca (2025) Studio del ruolo nella risposta allo stress in cheratinociti umani della ribonucleasi 5 (angiogenina) ricombinante. [Tesi di dottorato]

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Abstract

L'omeostasi cellulare è uno stato dinamico cruciale per la sopravvivenza cellulare. Quando tale stato è perturbato dallo stress, le cellule attivano complessi meccanismi adattativi per ripristinare la normale funzionalità. I fattori di stress, tra cui lo stress ossidativo e termico, possono alterare profondamente i meccanismi di sintesi proteica, metabolismo e sopravvivenza. L'angiogenina (ANG), tradizionalmente riconosciuta per il suo ruolo nell'angiogenesi, è recentemente emersa come una ribonucleasi indotta da stress che scinde i tRNA a livello dell'ansa dell'anticodone in condizioni di stress, generando tiRNA (RNA indotti da stress derivati da tRNA) e promuovendo la formazione di granuli di stress. ANG è una proteina cationica monomerica di 123 amminoacidi (14 kDa) appartenente alla superfamiglia delle ribonucleasi dei vertebrati. Le sue caratteristiche strutturali, tra cui l'accesso limitato al sito catalitico e la presenza di soli tre ponti disolfuro, determinano una minore attività ribonucleolitica rispetto ad altri membri della superfamiglia. Sebbene il ruolo di ANG in contesti neuronali e tumorali sia ampiamente studiato, la sua funzione nelle cellule cutanee è rimasta inesplorata, nonostante la pelle sia l'organo più esteso del corpo umano e altamente esposto a fattori di stress ambientali come radiazioni UV, agenti ossidanti e variazioni di temperatura. Questa lacuna ha motivato l'uso di cellule cutanee (cellule HaCaT) come modello per studiare il ruolo di ANG indotto dallo stress. Le analisi hanno rivelato che ANG è espresso costitutivamente nelle cellule HaCaT, con livelli di trascrizione che rimangono stabili in condizioni stress, ma la sua localizzazione subcellulare cambia drasticamente durante lo stress ossidativo indotto da arsenito di sodio. Nello specifico, ANG trasloca dal nucleo al citoplasma, colocalizzando con i granuli di stress, dimostrando per la prima volta il suo coinvolgimento diretto nella risposta allo stress delle cellule cutanee. Esperimenti con ANG ricombinante hanno confermato la sua capacità di essere internalizzata e di modulare le risposte cellulari, riducendo la produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS) e attenuando l'espressione di HSPA6. Una variante di ANG con sequenza NLS (sequenza di localizzazione nucleare) mutata incapace di traslocare nel nucleo (R31Q/R32Q) si accumula nel citoplasma e amplifica gli effetti citoprotettivi, con una più rapida riduzione dei ROS, una minore perossidazione lipidica e un più rapido ripristino dell'omeostasi. Un aumento tempo dipendente dell’espressione dei geni antiossidanti suggerisce anche l'attivazione del pathway Nrf2/ARE. In condizioni di stress termico (45 °C per 1 ora), ANG ha mostrato una rilocalizzazione citoplasmatica e colocalizzazione con i granuli di stress, con una significativa induzione di HSPA6, confermando il suo ruolo nella risposta allo stress termico. Nel complesso, questi risultati identificano ANG come un modulatore chiave delle risposte adattative nelle cellule epidermiche, coordinando la sopravvivenza in base alla sua localizzazione. Questo studio fornisce la prima prova della funzione indotta dallo stress di ANG nella pelle, offrendo nuove prospettive per strategie dermatologiche e dermocosmetiche volte a preservare l'integrità delle cellule cutanee.

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