Difetti delle pompe calcio della membrana plasmatica associati a sordità ereditaria: studi funzionali in vitro ed in vivo

Le stereocilia delle cellule ciliate, i recettori sensoriali degli epiteli uditivo e vestibolare, contengono una rara forma troncata della pompa del Calcio della membrana plasmatica (PMCA 2). La pompa espelle dalla cellula ioni Ca2+ che vi entrano durante il processo di conversione degli stimoli meccanici in segnali elettrici. Mutazioni della pompa, o la distruzione del suo gene, producono sordita' nel topo. Una mutazione analoga quella che produce la sordita' nel topo e' stata recentemente scoperta in un caso di sordita' genetica umana. Il progetto ha due scopi correlati: (A) comprendere per quale motivo le stereocilia contengano esclusivamente la pompa PMCA2 troncata e (B) tentare di ristabilire la funzione delle cellule ciliate in culture organotipiche degli epiteli sensoriali e vestibolari isolate da topi privi del gene PMCA2.Verosimilmente, le proprieta della pompa PMCA2 che la differenziano da quelle delle altre isoforme la rendono particolarmente adatta al controllo del Ca2+ nelle stereocilia. Si seguira' un approccio sperimentale articolato: la PMCA2 troncata, e le altre isoforme, verranno espresse in cellule modello e se ne studiera' comparativamente il controllo del Ca2+ cellulare con sonde Ca-sensibili (equorina). Si cercheranno anche possibili regolatori isoforma-specifici delle pompe usando il metodo del doppio ibrido in lievito. Si introdurra' nelle cellule ciliate il DNA della pompa mancante, ma anche per comparazione quello delle altre isoforme, usando portatori adenovirali. Si studiera' il ripristino della funzione con la tecnica del patch-clamp accoppiata alla stimolazione diretta delle cellule e al monitoraggio del Ca2+ cellulare. Si prevede che il progetto porti ad una migliore comprensione del ruolo del Ca2+ nella meccano-trasduzione, e che produca informazioni strumentali/concettuali che saranno utili in futuri tentativi di terapia genica nella sordita' ereditaria.