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Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

Tesi etd-03262015-133240


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
POMPELLA, WALTER
URN
etd-03262015-133240
Titolo
Sirtuine, restrizione calorica ed invecchiamento: importanza della stimolazione di SIRT1 in relazione ai suoi rapporti di reciproca inibizione con la proteina mTOR
Dipartimento
BIOLOGIA
Corso di studi
BIOLOGIA APPLICATA ALLA BIOMEDICINA
Relatori
relatore Prof. Giovannini, Luca
Parole chiave
  • SIRT1
  • mTOR
  • restrizione calorica
  • invecchiamento
Data inizio appello
13/04/2015
Consultabilità
Completa
Riassunto
Introduzione. Le Sirtuine (SIRTs) hanno guadagnato nel tempo una notevole attenzione in campo medico grazie al loro ruolo di sensori metabolici e di mediatori della sopravvivenza cellulare in condizioni di stress, quali ad esempio la restrizione calorica (RC) e l’esercizio fisico, nelle quali la loro trascrizione risulta attivata. Negli Eucarioti la famiglia delle Sirtuine è formata da sette proteine (SIRT1,2,3,4,5,6 e 7), tra queste quella su cui si sono concentrati la maggior parte degli studi è la SIRT1. Dalla prima pubblicazione che descrisse SIRT 1 come promotore del lifespan, molti studi si sono focalizzati sulla relazione tra Sirtuine, RC ed invecchiamento. Infatti, per spiegare i meccanismi biologici dell’invecchiamento fisiologico e ottenere una maggiore aspettativa di vita sono state formulate numerose ipotesi e sono stati condotti numerosi studi in diversi organismi, dai batteri all’uomo. Tra i diversi approcci di ricerca e interventi anti-aging, la riduzione del’intake calorico rimane la via più accreditata. Studi in numerose specie (lieviti, elminti, mammiferi) hanno mostrato che la RC può ridurre l’incidenza e rallentare l’insorgenza di patologie legate all’età (malattie cardiovascolari e neurodegenerative), migliorare la resistenza allo stress, decelerare il declino funzionale ed aumentare il lifespan. Inoltre, la restrizione calorica promuoverebbe la sopravvivenza cellulare mediante induzione di SIRT1, che a sua volta sarebbe in grado di deacetilare proteine citoplasmatiche e nucleari che controllano processi quali l’apoptosi ed il metabolismo cellulare. A questo proposito, negli ultimi anni molti studi hanno evidenziato l’importanza in questo contesto di mTOR, una serina/treonina chinasi che sembra promuovere l’invecchiamento in molti organismi animali, agendo in modo inibitorio rispetto a SIRT1.
Scopo. L’importante ruolo che SIRT1 assume nell’invecchiamento è legato, oltre a quanto appena visto, soprattutto alla sua azione inibitoria su mTOR. Ciò è di notevole importanza, soprattutto se si considera che la disregolazione del segnale mTORC1 altera il metabolismo corporeo ed è causa di affezioni età correlate, invecchiamento per inibizione dell’autofagia (processo necessario al prolungamento della vita che tende a ridursi con il procedere dell’età) e affezioni tumorali in cui la proteina è iperegolata. Lo scopo della presente tesi sperimentale è quello di andare a verificare se resveratrolo, berberina, quercetina, catechina e malvidina, determinano, oltre ad una attivazione di SIRT1, anche una inibizione di mTOR.
Materiali e metodi. Sono state utilizzate cellule Hela, cellule tumorali isolate da un cancro della cervice uterina. Le cellule sono state trattate con: 1) Resveratrolo (5;10 µM), 2) Berberina (5;10 µM), 3) Quercetina (10; 25 µM), 4) Catechina (5;10 µM), 5) Malvidina (10;20 µM). I tempi di esposizione sono stati di 3 e 6 ore. Dopo il trattamento le cellule sono state lisate e l’espressione di SIRT1 e di mTOR è stata valutata mediante Western Blot.
Risultati. Inizialmente le cellule sono state trattate con le diverse sostanze, alle diverse concentrazioni (indicate tra parentesi) per un tempo di incubazione di 3 ore. È stato possibile evidenziare, tramite l'analisi con Western Blot, un aumento statisticamente significativo dell'attività di SIRT1 (p<0,0001). Ripetendo gli esperimenti con le medesime sostanze alle stesse concentrazioni e variando solamente il tempo di incubazione (6 ore), è stato possibile evidenziare, anche in queste condizioni, un incremento statisticamente significativo dell'espressione di SIRT1. I dati in letteratura mettono in evidenza che SIRT1 esercita una azione inibitoria sulla proteina mTOR. A questo proposito ci aspettiamo che le sostanze testate, potenziando l’attivazione di SIRT1, abbiano anch’esse un’azione inibitoria su mTOR.
Conclusioni. I dati analizzati evidenziano che le sostanze testate sono in grado di attivare SIRT1, determinando così un rallentamento dell’invecchiamento e un aumento del lifespan. In conclusione, queste sostanze potrebbero assumere un ruolo importante nell’insorgenza di tutte quelle patologie correlate all’età, portando così all’ottenimento di benefici per la salute simili a quelli forniti dalla restrizione calorica.
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