• 3T3-L1
• adipose tissue
• browning
• differenziamento adipocitario
• H2S
• metformina
• metformina-isotiocianato
• termogenesi
• tessuto adiposo
• UCP1

Le malattie metaboliche come l’obesità ed il diabete sono, ad oggi, sempre più diffuse tra la popolazione mondiale: causate generalmente da un’eccessiva espansione del tessuto adiposo e/o da una sua funzionalità alterata. È possibile distinguere varie tipologie di tessuto adiposo: il tessuto adiposo bianco (WAT), il tessuto adiposo bruno (BAT), ed il tessuto adiposo beige (BeAT).
Il WAT è il fenotipo più abbondante di tessuto adiposo, di colore bianco e con la funzione di riserva energetica. Gli adipociti bianchi maturi che costituiscono il WAT presentano una morfologia sferica dovuta alla presenza di poche ed “ingombranti” gocce lipidiche, mentre il nucleo si trova in posizione periferica.
Il BAT è meno esteso rispetto al WAT, ma di fondamentale importanza per la regolazione dei processi di termogenesi, quindi capace di dissipare energia sotto forma di calore. Le cellule del BAT sono infatti ricche di una proteina mitocondriale caratteristica nota come UCP1 (uncoupling protein 1), detta anche termogenina. Gli adipociti bruni presentano una morfologia poligonale con tante gocce lipidiche di dimensioni ridotte ed il nucleo è in posizione centrale.
Il BeAT è rappresentato da un fenotipo adipocitario inducibile sotto l’effetto di determinati stimoli, con caratteristiche intermedie tra i tessuti bianco e bruno. Gli adipociti del BeAT sono localizzati nel WAT, ma possiedono caratteristiche termogeniche simili a quelle del BAT ed il processo che porta al loro sviluppo è definito “browning”. Essi sono inoltre ricchi di mitocondri e di gocce lipidiche multiloculari.
Riuscire a favorire lo sviluppo del BeAT modulando il processo di browning nel WAT potrebbe rappresentare una promettente strategia per il trattamento e la prevenzione delle malattie metaboliche come l’obesità, che, data la complessità multifattoriale, risultano difficili da trattare farmacologicamente.
L’attivazione di fenotipi adipocitari termogenicamente attivi può essere indotta dall’esercizio fisico, dall’esposizione alle basse temperature o da sostanze, sia di origine naturale che sintetica.
Alcuni studi annoverano tra gli induttori di browning alcuni farmaci antidiabetici, tra cui metformina, molecola euglicemizzante di prima scelta per trattare il diabete mellito di tipo 2.
Inoltre, dalle evidenze più recenti è emerso che il solfuro di idrogeno (H2S) è coinvolto nella modulazione delle caratteristiche fisio/patologiche del tessuto adiposo. H2S è un gastrasmettitore pleiotropico endogeno capace di diffondere all’interno delle cellule per interagire con diversi target proteici.
Esso ha azione antiossidante, citoprotettiva, antinfiammatoria e di mantenimento dell’omeostasi cardiovascolare, ma recentemente è stato evidenziato il suo coinvolgimento nel browning del WAT, con un’azione specifica su alcuni pathway fondamentali nella modulazione dell’attività termogenica. Da queste evidenze sperimentali è nato un forte interesse nella valutazione della capacità di modulare il processo di browning da parte di sostanze H2S-donors, sia di origine naturale che di origine sintetica.
Negli ultimi anni diverse moiety sono state descritte per le loro capacità di rilasciare H2S in ambienti biologici. Tra queste la porzione isotiocianato ha evidenziato capacità di rilascio ottimali da un punto di vista quali/quantitativo. Per questo motivo, la porzione isotiocianato è stata recentemente utilizzata per la sintesi di molecole ibride o di prodrugs in ottica di sfruttare il duplice effetto farmacologico della molecola nativa selezionata e dell’H2S rilasciato.
Il presente lavoro di tesi si è concentrato sulla valutazione degli effetti che la prodrug H2S donor metformina-isotiocianato (Met-ITC) possiede sul tessuto adiposo, mettendola a confronto con la molecola nativa metformina (Met).
Lo scopo del presente progetto è stato innanzitutto quello di valutare la vitalità cellulare di cellule pre-adipocitarie della linea 3T3-L1 a seguito del trattamento con la molecola nativa Met e con la prodrug H2S donor Met-ITC. Successivamente è stata effettuata una valutazione dell’attività citoprotettiva ed antiossidante dei due composti sottoponendo le cellule pre-adipocitarie ad uno stimolo pro-ossidativo indotto da H2O2. Questo tipo di danno è stato sfruttato per simulare le condizioni che si manifestano quando il WAT diventa disfunzionale, come accade nelle patologie metaboliche.
Successivamente è stato valutato l’impatto di Met e Met-ITC nella modulazione del processo di browning de novo dei pre-adipociti. Terminato il differenziamento adipocitario sono stati effettuati esperimenti atti a comprendere se le cellule avessero acquisito caratteristiche morfo/funzionali sovrapponibili ad un fenotipo adipocitario beige, come la quantificazione della proteina UCP1, la colorazione delle gocce lipidiche con Oil Red-O e la determinazione dell’attività dell’enzima mitocondriale citrato sintasi.