Maturazione del sistema immunitario nel modello di invertebrato Pomacea canaliculata

This Master thesis is part of the study of innate immunity in invertebrates, with particular attention to Pomacea canaliculata, a freshwater gastropod able to tolerate repeated samplings of hemolymph, and to maintain a balanced population of hemocytes. This peculiarity suggests the presence of an efficient hematopoietic system, whose role in the different anatomical districts, is yet to be clarified. The aim of the research was to investigate the role of the anterior portion of the kidney (or anterior kidney, AK) and the rear portion (or posterior kidney, PK) during the restoration of circulating hemocyte number following hemolymph withdrawal, through the expression's analysis of six genes known in hemocytes and/or involved in cell proliferation in other invertebrate models (AIF-1, Hc, Tgase, Hhex, Runt and Ki-67). Gene expression was quantified by RT-qPCR in AK and PK samples collected at 18 and 24 hours after hemolymph sampling and in control samples, that did not undergo hemolymph sampling. As a further validation, histological analyses were performed to observe any structural changes associated with the post-sample tissue response. Molecular data showed a reduction in Hc expression in both the treaties samples, suggesting hemocyte mobilization, while Tgase and Hhex were overexpressed only in the PK, indicating a potential involvement of this district in hemocyte proliferation. On the contrary, no significant variations in the expression levels of most of the molecules analyzed were found in the AK. The results achieved support the hypothesis that the PK may represent an active hematopoietic district in P. canaliculata, while the AK does not appear to be directly involved in hemopoietic processes.

Il presente lavoro si colloca nell’ambito dello studio dell’immunità innata negli invertebrati, con particolare attenzione a Pomacea canaliculata, gasteropode d’acqua dolce in grado di tollerare prelievi ripetuti di emolinfa, e di ricostituire un’equilibrata popolazione di emociti in seguito al prelievo. Questa peculiarità suggerisce la presenza di un sistema emopoietico efficiente, il cui ruolo nei diversi distretti anatomici non è tuttavia ancora stato chiarito. L’obiettivo della ricerca è stato di indagare il coinvolgimento della porzione anteriore del rene (o rene anteriore, AK) e di quella posteriore (o rene posteriore, PK) durante il ripristino degli emociti circolanti in seguito a prelievo di emolinfa, attraverso l’analisi dell’espressione di 6 geni già osservati negli emociti di P. canaliculata e/o coinvolti nella proliferazione cellulare in altri modelli di invertebrato (AIF-1, Hc, Tgase, Hhex, Runt e Ki-67). L’espressione genica è stata quantificata tramite RT-qPCR in campioni di AK e PK prelevati a 18 e 24 ore da un prelievo di emolinfa e in campioni di controllo, rappresentati da chiocciole che non avevano subito prelievo di emolinfa. Per affiancare ai dati molecolari dei riscontri di natura morfologica, sono state condotte analisi istologiche in AK e PK per osservare eventuali modifiche strutturali associate alla risposta tissutale post-prelievo. I dati molecolari hanno mostrato una riduzione dell’espressione di Hc in entrambi i campioni trattati negli organi, suggerendo una mobilizzazione degli emociti, mentre Tgase e Hhex risultavano sovra-espresse solo in PK, indicando un potenziale coinvolgimento di questo distretto nei processi di proliferazione e rigenerazione emocitaria. Al contrario, in AK non sono state riscontrate variazioni significative nei livelli di espressione della maggior parte delle molecole analizzate. I risultati ottenuti supportano quindi l’ipotesi che PK possa costituire un distretto emopoietico attivo in P. canaliculata, mentre AK sembrerebbe non essere coinvolto direttamente nei processi di emopoiesi.