Patogenesi delle malattie da alterato trasporto e accumulo proteico nella via secretoria

Il termine proteostasi è usato a indicare l'equilibrio tra sintesi, folding, trasporto e degradazione delle proteine, essenziale per sopravvivenza e benessere cellulare. Non sorprendentemente, difetti proteostatici sono alla base di molte malattie genetiche. Nella via secretoria prossimale, le proteine difettose sono trattenute e poi degradate per limitarne gli effetti potenzialmente tossici per la cellula, come aggregazione o induzione di ER stress cronico. ERp44 è uno chaperone multifunzionale coinvolto nel controllo qualità della secrezione (glicoproteine oligomeriche), omeostasi redox (regola Ero1) e signalling mediato da calcio (inibisce IP3R1). Una coda C terminale collega i domini a e b' e regola il legame dei substrati. Abbiamo dimostrato che il pH regola i movimenti della coda in vivo e in vitro. A pH 6.5 (come nel cis-Golgi) ERp44 espone simultaneamente sito attivo e motivo RDEL. In questo modo, KDELR può legare i complessi tra ERp44 e substrati, e ricondurli nell'ER nel cui pH neutro favorisce i complessi ternari si dissociano. Abbiamo identificato 3 residui all'interfaccia tra dominio a e coda e 2 istidine alla giunzione tra dominio b' e coda C come elementi fondamentali a conferire pH dipendenza (Vavassori et al., sottomesso). Dati ottenuti in collaborazione con A. Luini e coll. (TIGEM), suggeriscono che ERp44 attiva la cascata kinasica dipendente da KDELR, regolando il trasporto ER-Golgi. Per quanto concerne il signaling mediato da Ca2+ abbiamo dimostrato ERp44 si accumula nei siti di contatto tra ER e mitocondri inibendo IP3R1 (Anelli et al., 2012, ARS). Per meglio definirne interattoma e trasporto abbiamo inserito in ERp44 un Halo-tag. Tale dominio lega covalentemente ligandi fluorescenti o insolubili, e permette saggi di ???pulse-chase in vivo e co-immunoprecipitazione. Per quanto riguarda la generazione di topi KO inducibili, abbiamo validato un clone ES, e stiamo testandone la capacità di trasmissione. La mancanza selettiva di IgM (SIgMD) è una immunodeficienza ad eziologia sconosciuta, caratterizzata da bassi livelli di IgM sieriche, e normali IgA e IgG. Essendo le IgM substrati di ERp44, una miglior conoscenza dell???interattoma di ERp44 potrebbe essere importante per decifrare la patogenesi della SIgMD. Alla Clinica Pediatrica dell'Università di Brescia stiamo seguendo 7 pazienti (2 senza IgM e 5 con bassi livelli). I pazienti presentano infezioni respiratorie ricorrenti non severe, tranne uno che ha sofferto una grave infezione pneumococcica nel 1° anno di vita. I livelli di IgG, IgA, linfociti B IgM+, formula leucocitaria e risposta alle immunizzazioni sono nella norma. Non abbiamo rilevato mutazioni nelle regioni codificanti dei geni Ig-mu o J. Abbiamo immortalizzato con EBV cellule B di tali pazienti: esse mostrato normali livelli di secrezione di IgM. Stiamo inducendo differenziamento in vitro di cellule B di pazienti per verificare integrità ed efficienza dei meccanismi di assemblaggio e trasporto di IgM