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Tesi etd-05152017-114429


Thesis type
Tesi di laurea magistrale LM5
Author
LEO, FRANCESCA
URN
etd-05152017-114429
Title
Modulatori dell'attivita dell'enzima SIRT1 come strategia per contenere l'aging e le patologie cardiovascolari correlate.
Struttura
FARMACIA
Corso di studi
CHIMICA E TECNOLOGIA FARMACEUTICHE
Commissione
relatore Prof. Calderone, Vincenzo
relatore Dott.ssa Testai, Lara
correlatore Prof. Minutolo, Filippo
Parole chiave
  • Aging
  • SIRT1
  • danno da I/R
  • mitoBK
  • Naringenina
Data inizio appello
05/06/2017;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
Le Sirtuine costituiscono una classe di proteine ad attività enzimatica NAD+-dipendenti che operano come istone deacetilasi o ribosiltransferasi. Esse sono anche definite proteine Sir2 (Silent Information Regulator 2), dal nome della prima sirtuina identificata nel lievito Saccaromyces Cerevisiae, all’interno del quale regola la risposta dell’organismo allo stress e la sua longevità. Nei mammiferi, più complessi, sono stati individuati sette ortologhi del gene Sir2, corrispondenti alle sette isoforme di Sirtuina (SIRT1-SIRT7), contraddistinte per la loro localizzazione all’interno della cellula e per la loro funzione.<br>L’isoforma maggiormente studiata e caratterizzata è SIRT1, che è costituita da due segnali di localizzazione nucleare (NLS) e due segnali di esportazione nucleare (NES), che ne giustificano l’espressione sia a livello nucleare che citoplasmatico. L’attività di SIRT1 aumenta generalmente in situazioni di stress energetico e nutrizionale, in cui i livelli tissutali di NAD+, principale regolatore dell’attività dell’enzima, aumentano. Esplica un ruolo chiave in numerosi processi metabolici e particolarmente interessante dal punto di vista farmacologico è il suo possibile coinvolgimento nei processi di invecchiamento e nelle patologie correlate. A tal proposito SIRT1 è stato dimostrato essere un enzima chiave nel contrastare il danno miocardico da ischemia/riperfusione (I/R) e nell&#39;attenuare il processo apoptotico e lo stress ossidativo a cui vanno incontro i cardiomiociti in tale condizione. Precedenti studi hanno inoltre dimostrato che l’espressione del gene che codifica per SIRT1 decresce con l’età e questo fenomeno sembra essere la principale causa della ridotta tolleranza del miocardio al danno da I/R. Una innovativa strategia volta a contenere l&#39;invecchiamento cellulare e di conseguenza le patologie età-correlate è rappresentata dal trattamento farmacologico con attivatori di SIRT1; perciò in questo lavoro di tesi è stata rivolta particolare attenzione a potenziali attivatori di questo enzima. A tal proposito un noto attivatore di SIRT1, è il Resveratrolo (Res), un polifenolo naturale sintetizzato in numerose piante a scopo protettivo in risposta a situazioni di stress e presente nell’uva e nel vino rosso. A partire dal Res, altri polifenoli sono stati classificati come SIRT1 attivatori, tra questi diversi flavonoidi; in particolare Naringenina (Nar), flavanone tipico dei frutti appartenenti al genere Citrus, è stato dimostrato possedere modeste proprietà SIRT1 attivatrici e svolgere azione cardioprotettiva (CP) attraverso l&#39;attivazione di un target mitocondriale: il canale del potassio Mito-BK. Recenti risultati ottenuti dal gruppo di ricerca presso il quale ho svolto l&#39;attività di tesi hanno messo in luce che, analogamente a SIRT1, anche il canale Mito-BK risulta meno espresso in animali di un anno di età.<br>Date queste premesse, Nar è stata selezionata per condurre uno studio in cronico su topi di sei mesi trattati quotidianamente con la sostanza disciolta in acqua da bere. In particolare, un gruppo di animali ha ricevuto Nar per tre mesi mentre un altro per sei mesi. Alla fine del trattamento i topi sono stati sacrificati e i cuori prelevati e sottoposti ad analisi Western Blot (WB) e saggi immunologici con diidroetidio (DHE), un noto marker di stress ossidativo, per valutare l’espressione di parametri coinvolti nella progressione del danno cardiaco ed essenziali per la valutazione degli effetti del trattamento. L’analisi WB ha permesso di indagare una possibile correlazione tra il trattameto con Nar e l’espressione del Mito-BK, confermando che Nar è in grado di contenere gli effetti dell&#39;aging. Inoltre, per quanto riguarda l’enzima SIRT1 e le vie di segnalazione a valle, è stato dimostrato che Nar è in grado di contrastare la riduzione dell&#39;espressione di SIRT1 associata all&#39;invecchiamento, riducendo marcatamente la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS).<br>Parallelamente allo studio in cronico, è stato condotto uno screening su sostanze di origine sintetica. Due tra le molecole testate si sono mostrate maggiormente promettenti e sono state oggetto di un più approfondito studio su modello in vivo di infarto acuto del miocardio, realizzato occludendo e riperfondendo l&#39;arteria coronarica anteriore discendente sinistra.<br>Le informazioni ottenute a seguito di questo studio sono incoraggianti e lasciano ben sperare per dei risultati futuri; possono essere dunque prese come punto di partenza per lo sviluppo di nuovi composti di interesse farmacologico e nutraceutico per contrastare disturbi legati all’invecchiamento quali malattie cardiovascolari, neurodegenerative e disordini metabolici, come diabete e obesità. Sono necessarie tuttavia ulteriori indagini per chiarire i meccanismi molecolari coinvolti nell&#39;azione delle sirtuine nel muscolo cardiaco e per comprendere il loro significato funzionale.
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