The CB1 receptor: unraveling its dysregulation by endocrine disruptions in human osteoblasts and its physiological role in sperm cells

Il sistema endocannabinoide (ECS) è una rete regolatoria conservata coinvolta nel mantenimento dell'omeostasi cellulare, compresa quella delle ossa e del sistema riproduttivo maschile. Sebbene il suo ruolo nella biologia scheletrica non sia ancora stato completamente definito, prove sempre più numerose suggeriscono che i componenti dell'ECS, in particolare il recettore endocannabinoide CB1, contribuiscano alla differenziazione degli osteoblasti, al rimodellamento della matrice extracellulare (ECM) e al metabolismo osseo. D'altra parte, le sostanze chimiche che alterano il sistema endocrino (EDC), come il bisfenolo A (BPA) e l'acido perfluoroottanoico (PFOA), interferiscono con le vie osteogeniche e ossidative e hanno dimostrato di influenzare la segnalazione dell'ECS, sebbene i meccanismi rimangano poco chiari. Nella prima parte della tesi di dottorato, abbiamo esaminato in che modo l'esposizione acuta e cronica al PFOA e al BPA, da soli o in combinazione, influisca sull'omeostasi degli osteoblasti, concentrandoci sulla regolazione del CB1. Utilizzando modelli 2D e 3D di hFOB1.19, gli studi hanno dimostrato che questi contaminanti alterano la morfologia degli sferoidi, la deposizione della matrice extracellulare (ECM) e la mineralizzazione, e modulano i marcatori antiossidanti e osteogenici. Nello specifico, l’esposizione acuta al PFOA ha indotto una risposta transitoria correlata al CB1 legata al rimodellamento del collagene, mentre l’esposizione cronica ha compromesso la deposizione della ECM e la mineralizzazione, indipendentemente dalla regolazione del CB1, sia dopo esposizione singola che combinata a PFOA e BPA. Per quanto riguarda il sistema riproduttivo, la localizzazione e la funzione del CB1 sono state esplorate negli spermatozoi. L'imaging ad alta risoluzione ha rivelato una localizzazione intracellulare del CB1, precedentemente non riconosciuta, che si estende ai nuclei degli spermatozoi, conservata in tutte le specie di mammiferi e che persiste dopo la reazione acrosomiale. Dal punto di vista funzionale, l'attivazione del CB1 tramite un agonista selettivo ha ripristinato l'acetilazione dell'istone H4K12 in campioni di astenozoospermia, dimostrando il suo coinvolgimento nel rimodellamento della cromatina dello sperma umano. La localizzazione nucleare del CB1 nello sperma è stata confermata anche nelle cellule somatiche, come gli osteoblasti e gli astrociti, suggerendo ulteriormente potenziali funzioni trascrizionali e/o epigenetiche anche in queste cellule. Nel complesso, i risultati qui ottenuti rivelano nuovi ruoli meccanicistici del CB1 nella biologia delle ossa e dello sperma e dimostrano anche la sua suscettibilità ai contaminanti ambientali come il BPA e il PFOA.