Bitter taste receptors and gastrointestinal chemosensing in mice

Il sistema digerente ਠun organo sensorio capace di riconoscere le sostanze presenti nel lume e di iniziare un' adeguata risposta, che si traduce in digestione ed assorbimento per i nutrienti o eliminazione per le sostanze nocive. E' stato dimostrato che i recettori per l'amaro (T2R), un'ampia famiglia di GPCR in grado di riconoscere composti amari nella bocca, cosଠcome le molecole coinvolte nella trasduzione del segnale, sono espressi a livello della mucosa intestinale. Poichà© l'amaro si ਠevoluto come un meccanismo di allarme nella bocca, proponiamo che i T2R nel sistema gastrointestinale possano servire come un secondo livello di difesa verso composti nocivi. In questo studio abbiamo usato qRT-PCR per stabilire la distribuzione di due sottotipi recettoriali dei T2R (mT2R138 e mT2R108), e della loro subunità  G?-Gustducin (Gust), nel sistema digerente del topo, e varie diete sono state usate per vedere se il contenuto del lume ਠin grado di modulare i recettori dell'amaro. Per testare l'ipotesi che i T2R nel sistema digerente possano servire come meccanismo di difesa nei confronti di patogeni, in ulteriori studi si ਠmisurato tramite WB il grado di fosforilazione della proteina chinasi attivata da mitogeni (MAPK p44/42) per valutare se i T2Rs rispondano ad acil-omoserin-lattoni, molecole prodotte da batteri Gram negativi. La risposta, valutata su cellule STC-1 e NCM-460, ਠstata confrontata con quella evocata da agonisti per i T2R_feniltiocarbamide (PTC) e denatonio benzoato (DB)_e bloccata dall'antagonista del recettore T2R138, Probenecid. Il meccanismo che segue l' attivazione dei T2R ਠstato ulteriormente caratterizzato con l'uso di GF-1, un inibitore della proteina chinasi C, e di nitrendipina, un bloccante dei canali calcio. Questo studio dimostra che mT2R138, mT2R108 e Gust sono espressi lungo tutto il sistema digerente, con diversa abbondanza, e che diverse diete sono in grado di modulare specificamente alcuni recettori, in aree selezionate lungo il sistema digerente. Abbiamo anche dimostrato che sia la linea cellulare umana di colonociti NCM-460, sia la linea di cellule enteroendocrine di topo STC-1 esprimono T2R e rispondono allo stimolo del gusto amaro e ad AHL con una rapida fosforilazione della MAPK p44/42, mostrando un profilo dose-dipendente. Il segnale indotto da PTC e AHL ਠbloccato dal Probenecid e ridotto dal GF-1, ma non dalla nitrendipina, al contrario del segnale indotto dal DB. Inoltre, l'esposizione delle cellule NCM-460 per 4-24 ore a PTC o AHL induce un aumento significativo dell'espressione del recettore T2R38 umano, omologo del T2R138 nel topo. In conclusione, questo lavoro di tesi propone che i T2R siano coinvolti nell'abilità  sensoria del sistema gastrointestinale e che possano esistere diverse funzioni a seconda del sottotipo recettoriale espresso, del sito di espressione e del meccanismo utilizzato. Abbiamo mostrato che diversi tipi di cellule di origine intestinale esprimono diversi sottotipi di T2R e che essi possano usare diversi meccanismi. Inoltre, suggeriamo che i T2R possano interagire con batteri nel sistema gastrointestinale, a supporto dell'ipotesi per cui i recettori dell'amaro costituiscono un secondo livello di difesa nel sistema gastrointestinale, in grado di iniziare una risposta infiammatoria per combattere i batteri patogeni presenti nel lume.