THE ROLE OF IFITM3 IN MAMMARY GLAND DEVELOPMENT AND MAMMARY STEM CELLS
Creators: name: MOLGORA, STEFANO
Publisher: name: Universit� degli Studi di Milano
Year: 2015

description: Le cellule staminali della ghiandola mammaria sono un modello per lo studio dei processi molecolari che regolano lo sviluppo fisiologico dell?organo e lo sviluppo tumorale. Diversamente da molti organi, la ghiandola mammaria incorre in cicli di rigenerazione e involuzione associati alla gravidanza. Per questo la ghiandola mammaria � uno dei primi organi nel quale si � ipotizzata la residenza di cellule staminali. Dal concetto che le cellule staminali regolano la crescita e la differenziazione della ghiandola con l?avvento della gravidanza � stato ipotizzato che cellule tumorali con propriet� staminali possano contribuire all?eterogeneit� del tumore. Al fine di scoprire come il normale sviluppo dell?architettura della ghiandola mammaria sia originata dalle cellule staminali e il ruolo delle cellule staminali tumorali nella progressione tumorale, in questo lavoro di tesi � stata indagata la funzione di IFITM3. IFITM3 � stato inizialmente identificato dal laboratorio della dott.ssa Zucchi nelle cellule LA7, cellule staminali della ghiandola mammaria di ratto capaci di differenziare in dome, strutture 2D simili agli alveoli che si formano nella ghiandola mammaria durante la gravidanza. � stato dimostrato dal gruppo Zucchi che la funzione di IFITM3 dipende dal cambio di localizzazione della proteina dal citoplasma alla membrana plasmatica, dove risiede nei lipid raft. Questo � stato il punto di partenza di questa tesi di ricerca con lo scopo di identificare se IFITM3 partecipi anche alla formazione di strutture tridimensionali complesse della ghiandola mammaria (strutture tubulo-alveolari) e se svolga una funzione nel mantenimento delle cellule staminali della ghiandola mammaria. Ho utilizzato sistemi transienti e stabili per la modulazione dei livelli di espressione di IFITM3 in cellule LA7 e in cellule MCF7, una linea cellulare umana di ghiandola mammaria. Mentre le cellule LA7 possiedono sia la capacit� di generare sfere sia di differenziare morfologicamente e funzionalmente in tutti i tipi cellulari e strutture 3D della ghiandola mammaria, si ritiene che cloni MCF7 utilizzati in questo studio non possiedano propriet� di cellule staminali, non formano sfere e possono differenziare unicamente in un tipo di struttura 3D, le cisti simili agli alveoli della ghiandola mammaria. Abbattendo i livelli di espressione di IFITM3 con siRNA/oligo e tecnologia lenti virale ad RNA a forcina corta (shRNA) in cellule impiegate in saggi funzionali in condizioni di coltura 3D, ho scoperto che IFITM3 � necessario per la formazione di strutture tubulo-alveolari complesse in cellule MCF7 e per il mantenimento delle propriet� di auto-rinnovamento delle cellule staminali LA7. Dato che le mammosfere e le cisti mammarie rappresentano strutture 3D associate rispettivamente a cellule staminali o differenziate, e dato che la sotto-regolazione di IFITM3 inibisce la formazione di entrambe, possiamo ipotizzare che IFITM3 abbia una funzione diversa in base al tipo cellulare. La sotto-regolazione di IFITM3 in cellule staminali LA7 in condizioni di coltura aderenti e non aderenti ha portato ad una graduale perdita delle cellule, suggerendo che IFITM3 svolga una funzione necessaria al mantenimento dell?auto-rinnovamento delle cellule staminali LA7. In cellule MCF7 la sotto-regolazione di IFITM3 ha portato all?incapacit� delle cellule di formare alveoli senza effetti sulla proliferazione cellulare. La sovra-regolazione di IFITM3 sia in cellule LA7 sia MCF7 ha portato alla rapida morte cellulare per un meccanismo che � ancora sotto indagine. Complessivamente ho dimostrato che la sotto-regolazione di IFITM3 porta alla perdita delle propriet� di auto-rinnovamento II e della capacit� di essere propagate come cellule staminali delle cellule LA7. La sotto-regolazione di IFITM3 in cellule che non hanno propriet� staminali di auto-rinnovamento porta all?incapacit� delle cellule di formare strutture 3D. Lo studio dei profili di espressione genica con tecnologia micorarray ottenuti da cellule LA7 trattate per la sotto-regolazione di IFITM3 supporta il ruolo di IFITM3 nella regolazione del ciclo cellulare, nel trasporto vescicolare e nella modificazione dello stato cromatinico. Geni coinvolti nella proliferazione cellulare sono stati trovati sotto-regolati in seguito alla perdita di IFITM3, insieme a geni del trasporto vescicolare (che coinvolgono proteine che mediano la fusione vescicolare, come le SNARE) che possono essere collegati a IFITM3 in quanto il ruolo di IFITM3 nel prevenire il rilascio delle particelle virali dai compartimenti endosomiali � associato alla formazione di un poro di fusione e alla fusione delle membrane. I geni associati con la regolazione epigenomica e la proliferazione cellulare suggeriscono che IFITM3 possa avere differenti ruoli in cellule staminali e cellule della ghiandola mammaria differenziate, dato che questi geni sono coinvolti nel cancro, nella crescita cellulare o apoptosi e nel differenziamento cellulare.