• Aldoso reduttasi
• inibizione differenziale
• aldose reductase differential inhibitors (ARDIs)
• acido gallico

L’alditolo: NAD(P)+ 1-ossidoreduttasi (E.C.1.1.1.21), nota anche come aldoso reduttasi (ARL2, o, semplicemente, AR), è un’ossido-reduttasi citosolica che fa parte della superfamiglia delle aldo-cheto reduttasi (AKRs) e catalizza la riduzione reversibile ad alcol di numerose aldeidi sia idrofile che idrofobiche utilizzando il NADPH come cofattore.
L’aldoso reduttasi è il primo enzima coinvolto nella via metabolica nota come “Via dei Polioli”, in cui il glucosio viene ridotto dall’enzima a sorbitolo, che nella seconda tappa della via è ossidato a fruttosio dall’enzima sorbitolo deidrogenasi.
Da molti anni l’aldoso reduttasi è oggetto di studio in relazione al suo ruolo chiave nell’insorgenza di alcune patologie classificate come complicanze del diabete. Queste patologie sono dovute ad un eccesso di glucosio metabolizzato nella Via dei Polioli e colpiscono quei distretti non dipendenti dall’azione dell’insulina per l’ingresso del glucosio all’interno delle cellule. Tra queste sono comprese la cataratta diabetica, la retinopatia diabetica, l’aterosclerosi, la neuropatia diabetica e la nefropatia diabetica.
Dato l’elevato valore della KM dell’aldoso reduttasi per il glucosio, in condizioni normoglicemiche solo il 3% di questo substrato entra nella Via dei Polioli; differentemente, in pazienti diabetici, fino al 30% del glucosio è indirizzato in questa via metabolica.
Ciò comporta l’accumulo di sorbitolo in alcuni distretti in cui la concentrazione della sorbitolo deidrogenasi è bassa, la produzione di molecole glicosilate (AGEs) a partire dal fruttosio, la formazione di specie reattive dell’ossigeno nella cellula (ROS) che provocano stress ossidativo e l’incremento dell’attività metabolica della via delle esosammine.
Tutti questi meccanismi contribuiscono all’instaurarsi delle complicanze diabetiche.
Per la cura di queste patologie la ricerca si è focalizzata sullo sviluppo di inibitori dell’aldoso reduttasi, denominati ARI, sia sintetici che di origine naturale.
Tuttavia questi inibitori hanno mostrato scarsa efficacia o effetti avversi gravi nei trial clinici ed un unico inibitore dell’enzima, l’Epalrestat, è oggi in commercio.
Gli scarsi risultati terapeutici ottenuti con la somministrazione di questi inibitori potrebbero essere dovuti all’azione detossificante dell’enzima.
Infatti, tra i diversi substrati dell’aldoso reduttasi risulta esserci anche il 4-idrossi-2,3-nonenale (HNE), un’aldeide citotossica, con effetti pro-apoptotici e pro-infiammatori, prodotta attraverso la perossidazione lipidica. La riduzione di HNE ad opera dell’aldoso reduttasi comporta la formazione di un composto meno attivo e quindi potenzialmente meno dannoso, il 1,4-di-idrossi-2-nonene (DHN).
Anche il complesso generato dal glutatione con l’HNE, ossia il 3-glutationil-4-HNE (GS-HNE), è un substrato dell’enzima e la sua trasformazione a 3-glutationil 1,4-diidrossinonano (GS-DHN) è connessa all’insorgenza di processi infiammatori mediati dal fattore di trascrizione NF-κB.
Recentemente è stata proposta la ricerca di molecole che possano sia inibire l’attività dell’enzima sulla riduzione del glucosio e del GS-DHN (responsabili dell’insorgenza delle complicanze diabetiche) senza influenzare o farlo in misura minore la funzione detossificante dell’enzima, esplicata dalla riduzione dell’HNE, mediante un meccanismo di inibizione differenziale.
Questa nuova classe di inibitori è stata denominata ARDI (inibitori differenziali dell’aldoso reduttasi). La ricerca di possibili ARDI è focalizzata principalmente su molecole provenienti da fonti naturali, tra cui il fagiolo zolfino ed il thè verde.
Questo lavoro di tesi ha avuto l’obiettivo di effettuare una completa caratterizzazione cinetica con i diversi substrati di uno dei composti presenti in maggior concentrazione nella pianta del thè verde, l’acido gallico, una molecola bioattiva con diverse proprietà benefiche.
In aggiunta, sono stati caratterizzati anche altri composti con analogia strutturale all’acido gallico ma aventi differenze basate sull’assenza o sulla diversa disposizione dei gruppi idrossilici dell’anello fenolico.