Grelina e cellule olfattive: effetti sulla modulazione del food-intake, come supporto trofico e suo possibile ruolo nel differenziamento.

Ghrelin (Ghre), a gut-brain peptide hormone, and its receptor (GHS-R 1a) are expressed in several parts of the organisms, such as olfactory bulbs (OB). In the central nervous system, Ghre has been mainly observed in hypothalamic neurons, but it has also been reported its synthesis in the OB, amygdala, pyramidal neurons of the cerebral cortex and the dorsal vagal complex of the medulla oblongata. Moreover, it is known that Ghre is involved in cognitive mechanisms and eating behaviour, in fact, its expression increases in anticipation of food intake. In the olfactory system, during development, peculiar glial cells, known as Olfactory Ensheathing Cells (OECs), have the duty to drive the non-myelinated axons of the Olfactory Receptor Neurons from the olfactory mucosa to OB. The OECs show stem cell characteristic and they secrete different neurotrophic factors, promote axonal growth, and they also act as mechanical support. OEC transplantation has emerged as a possible experimental therapy to induce repair of nervous system injury, even if the functional recovery is still limited. Our neuroanatomic study provides evidence on support for the Ghre modulation of smell. These results show that Ghre neuron projections from the mitral cells of the OB can send olfactory information via branching connections to the amygdala and the hypothalamus. This pathway could play an important role in regulating feeding behavior in response to odours. The presence of Ghre in the OB prompted us to verify and investigate on the secretion and the presence of Ghre peptide and its receptors in OECs. Our results, for the first time, showed that OECs were able to secrete Ghre and to present its GHS-R 1a. Following this, we wanted to verify the effect of the Ghre on viability and on the expression of some neural markers, such as Nestin, Glial Fibrillary Acid Protein, Neuregulin, and β-III-tubulin, in the OEC cultures. Our results demonstrate that Ghre was able to stimulate the OEC viability and to modify the expression of some of these biomarkers. In particular, it was observed a loss of stem cell feature and therefore the possible orientation towards an adult neural phenotype. Therefore, the data gathered in this thesis suggest the important role of Ghre as a protective neuropeptide. It can be hypothesized that Ghre and GHS-R 1a can interact as enhancement function, in the peripheral olfactory circuit, providing neurotrophic support to the synaptic interaction between the ORNs and the mitral cells. Moreover, since it is known that Ghre has a neurotrophic action, both in promoting axonal growth and synaptogenesis probably through the secreting factors, it could be hypothesized that even the OECs through the Ghre, can improve the growth of neurites and promote alignment and it is possible to consider this peptide as potential support for the OECs in the transplantation therapy.

La grelina (Ghre), ormone peptidico responsabile della comunicazione tra intestino e cervello, ed il suo recettore (GHS-R 1a) sono espressi in diverse parti dell’organismo, come ad esempio a livello dei bulbi olfattivi (OB). Nel sistema nervoso centrale, Ghre è stata osservata principalmente nei neuroni ipotalamici, ma è stata anche segnalata la sua sintesi nell'OB, nell'amigdala, nei neuroni piramidali della corteccia cerebrale e nel complesso dorsale vagale del midollo allungato. Inoltre, è noto che Ghre è coinvolta nei meccanismi cognitivi e nel comportamento alimentare, infatti, la sua espressione aumenta in previsione dell'assunzione del cibo. Durante lo sviluppo, nel sistema olfattivo particolari cellule gliali, note come cellule olfattive di rivestimento (OEC), hanno il compito di guidare gli assoni non mielinizzati dei neuroni del recettore olfattivo dalla mucosa olfattiva all'OB. Le OEC mostrano le caratteristiche delle cellule staminali, secernono diversi fattori neurotrofici, promuovono la crescita assonale e fungono anche da supporto meccanico. Il trapianto delle OEC è emerso come una possibile terapia sperimentale per indurre la riparazione di lesioni del sistema nervoso, anche se il recupero funzionale è ancora limitato. Il nostro studio neuroanatomico e funzionale, fornisce prove a sostegno del ruolo di modulatore di Ghre nell'olfatto. I risultati mostrano che, le cellule mitraliche Ghre positivi dell'OB possono inviare informazioni olfattive, attraverso connessioni ramificate, all'amigdala e all'ipotalamo. Questo percorso potrebbe svolgere un ruolo importante nella regolazione del comportamento alimentare in risposta agli odori. La presenza di Ghre nell'OB ci ha spinto a verificare ed indagare sulla secrezione e sulla presenza del peptide Ghre e dei suoi recettori nelle OEC. I nostri risultati, per la prima volta, hanno mostrato che le OEC sono in grado di secernere Ghre e di esprimere il suo recettore, GHS-R 1a. Successivamente, abbiamo voluto verificare l'effetto del peptide Ghre sulla vitalità e sull'espressione di alcuni marcatori neurali, come la nestina, la proteina fibrillare acida della glia, la neuregulina e la β-III-tubulina, nelle colture di OEC. I nostri risultati dimostrano che Ghre è in grado di stimolare la vitalità dell'OEC e di modificare l'espressione di alcuni di questi biomarcatori. In particolare, è stata osservata una perdita della staminalità e un possibile orientamento verso un fenotipo neurale adulto. Pertanto, i dati raccolti in questa tesi suggeriscono l'importante ruolo di Ghre come neuropeptide protettivo. Si può ipotizzare che Ghre e GHS-R 1a possano interagire come funzione di potenziamento, nel circuito olfattivo periferico, fornendo supporto neurotrofico all'interazione sinaptica tra gli ORN e le cellule mitraliche. Inoltre, poiché è noto che Ghre ha un'azione neurotrofica, sia nel promuovere la crescita assonale che nella sinaptogenesi, probabilmente attraverso i fattori secernenti, si potrebbe ipotizzare che anche le OEC attraverso Ghre, possano migliorare la crescita dei neuriti e favorirne l'allineamento, potremmo considerare questo peptide come potenziale supporto per le OEC nella terapia del trapianto.