Confronto delle cross-interazioni tra LH e hCG con il recettore del TSH

La gonadotropina corionica umana (hCG) e l'ormone luteinizzante (LH) sono ormoni glicoproteici che condividono il medesimo recettore (LHCGR). Nonostante l'elevata identità di sequenza, evidenze recenti suggeriscono che hCG e LH possano attivare vie di trasduzione del segnale intracellulare differenti. Le gonadotropine presentano una significativa somiglianza strutturale con l'ormone tireostimolante (TSH) ed è noto che, durante la gravidanza, hCG possa indurre una transitoria iperattività tiroidea attraverso l’interazione con il recettore del TSH (TSHR). Non è chiaro se anche LH sia in grado di interagire con il TSHR e quali siano gli eventuali effetti funzionali di tale interazione. L'obiettivo di questo lavoro di tesi è confrontare in vitro la cross-interazione di hCG vs LH con TSHR, valutandone l’attivazione delle principali vie di trasduzione del segnale mediate dalle proteine Gαs e Gαq. A tale scopo, la linea cellulare COS-7 è stata trasfettata con un plasmide contenente il cDNA codificante per TSHR. Le cellule sono quindi state trattate con concentrazioni crescenti di hCG e LH nell'intervallo nanomolare-micromolare. La produzione di inositolo monofosfato (IP1), adenosina monofosfato ciclico (cAMP) e l’attività di cAMP response element (CRE) è stata valutata mediante bioluminescence resonance energy transfer (BRET), homogeneous time-resolved fluorescence (HTRF) e luciferase assay, rispettivamente. I dati raccolti sono stati confermati in modelli di coulture cellulari tridimensionali, ossia sferoidi sviluppati utilizzando frammenti di biopsie tiroidee. I risultati ottenuti hanno evidenziato che hCG induce un incremento significativo e dose-dipendente dei livelli intracellulari di cAMP e dell'attività trascrizionale CRE-dipendente, confermando l'attivazione selettiva della via TSHR/Gαs. Al contrario, LH ha indotto l’inibizione di cAMP e CRE mediate da TSHR, quando l’ormone è stato somministrato a concentrazioni micromolaridimostrando il comportamento antagonista nei confronti del recettore. Né hCG né LH hanno indotto l’attivazione della via Gαq/IP1. Tuttavia, concentrazioni micromolari di LH hanno svolto azione antagonistica nei confronti dell’attivazione di IP1 TSH-dipendente. Negli sferoidi di tiroide, hCG è in grado di mimare l’azione del TSH, poiché entrambe le molecole hanno indotto l’organizzazione tridimensionale dei tireociti, mentre LH non ha mostrato alcun effetto. I risultati di questo studio suggeriscono che hCG sia in grado di cross-interagire selettivamente con il TSHR, innescando esclusivamente l’attivazione della via di trasduzione del segnale Gαs/cAMP e la conseguente attivazione trascrizionale mediata da CRE. Ciò suggerisce l’esistenza di un meccanismo molecolare alla base dei fenomeni di iperattività tiroidea, talvolta associata a tireotossicosi gestazionale. I risultati identificano in LH un potenziale modulatore negativo dell'attività del TSHR, suggerendo per la prima volta un possibile ruolo antagonista di questa gonadotropina nei confronti delle vie di trasduzione del segnale mediate dalle proteine Gαs e Gαq. Tali evidenze ampliano la comprensione della promiscuità del sistema ormoni-recettori glicoproteici. Questi risultati indicano che il TSHR potrebbe essere un partner delle gonadotropine, aprendo nuove prospettive nello studio della fisiopatologia tiroidea.