Morpho-Physiological Aspects of the Gastrointestinal Tract in Mammals

La tesi verte sullo studio morfo-fisiologico e/o patologico del tratto gastrointestinale (GI) di mammiferi. La prima ricerca è basata sull’identificazione, attraverso metodiche di next generation sequencing, di geni coinvolti nell’insorgenza di acalasia sporadica nell’uomo. Tale patologia risulta caratterizzata dalla presenza di anomalie a carico di neuroni del plesso mienterico e cellule interstiziali di Cajal (ICC), che esita in una compromissione della peristalsi del tratto esofageo. É emerso che nei pazienti con acalasia vs controlli il gene C-KIT è down-regolato, mentre INPP4B è up-regolato. Questi geni risultano essere importanti per lo sviluppo e differenziamento neuronale e delle ICC. Il secondo argomento verte allo studio dei processi di de- e fosforilazione della proteina Tau in condizioni fisiologiche e neurodegenerative. Nell’Alzheimer si osserva un accumulo irreversibile di phospho-Tau che induce neurotossicità. Nell’encefalo di animali letargici la proteina Tau viene iperfosforilata in ipotermia, ma defosforila al rientro della normotermia. Inducendo torpore sintetico nel ratto si è osservato che nel sistema nervoso centrale e nel tratto gastrointestinale la phospho-Tau si accumula durante lo stato ipotermico, ma defosforila al ripristino delle temperature fisiologiche. Comprendere le modificazioni associate alla Tau può rappresentare un valido supporto per meglio comprendere quali meccanismi sono alterati in condizioni patologiche. L’ultima parte delle ricerche è stata finalizzata allo studio della distribuzione dei recettori per cannabinoidi quali CB1R, CB2R, GPR55, PPARα, PPARγ, TRPA1 e 5-HT1aR, nel tratto GI di gatto attraverso metodiche immunoistochimiche. Molti autori riportano come l’attivazione di questi recettori svolga un ruolo chiave nei processi infiammatorie ed in generale sulla sensibilità viscerale. La conoscenza della presenza e distribuzione di questi recettori può rappresentare un efficace contributo per future applicazioni in campo farmaceutico/terapeutico. La parte finale dell’elaborato contiene progetti ai quali ho partecipato che esulano dalla tematica principale della tesi ma che hanno esitato in pubblicazioni o partecipazioni a Congressi.The thesis is focused on a morpho-physiological and pathological study on the gastrointestinal tract (GT) in mammals. The first research talks about the identification, through next generation sequencing, of new genes involved in human sporadic achalasia. This pathology is characterized by abnormalities in myenteric plexus neurons and interstitial cells of Cajal (ICC), that caused esophageal peristalsis impairment. This genetic analysis revealed that achalasia patients vs controls have a downregulation of C-KIT gene and an upregulation of INPP4B. these genes are really important for neuronal and ICC development and differentiation. The second research talks about the processes of de- and phosphorilation of Tau protein in physiological and neurodegenerative conditions. It has been observed that in Alzheimer disease there is an irreversible accumulation of Phospho-Tau that induces neuro-toxicity. In the brain of letargic animals there is a reversible accumulation of phospho-Tau in hypothermia, that is de-phosphorilated when the animals turns to normothermia. It has been observed in a rat artificial model of syntetic torpor that phospho-Tau is accumulated in brain and GT during the hypothermic state, and it’s completely de-phosphorilated turning into normothermia. Understanding the meaning of these modifications associated with Tau protein could be a good tool to discover the mechanisms alterated in pathological neurodegenerative conditions. The third research talks about the distribution on cannabinoid receptors in the cat GI through immunohistochemistry. The receptors studied are CB1R, CB2R, GPR55, PPARα, PPARγ, TRPA1 e 5HT1-aR. Many authors stated that the activation of these receptors has a key role in inflammatory processes and in visceral sensibility. The knowledge of the distribution of these receptors could be helpful for the application in a phamacological/therapeutical field. The last part of the thesis contains all the other projects where I joined, most of them have been published or presented at Congresses