Tesi etd-10172019-145108 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
GRANZIERA, FEDERICO
URN
etd-10172019-145108
Titolo
Approcci nutraceutici alle patologie tiroidee: effetto del trattamento con selenio-metionina e myo-inositolo su linee cellulari primarie umane di carcinoma papillare
Dipartimento
FARMACIA
Corso di studi
SCIENZE DELLA NUTRIZIONE UMANA
Relatori
relatore Prof. Antonelli, Alessandro
correlatore Dott.ssa Ferrari, Silvia Martina
correlatore Dott.ssa Ferrari, Silvia Martina
Parole chiave
- carcinoma papillare
- Myo-inositolo
- Selenio-metionina
Data inizio appello
06/11/2019
Consultabilità
Completa
Riassunto
Preservare la fisiologia e la funzione della ghiandola tiroidea è di fondamentale importanza per ogni entità cellulare che compone il nostro organismo. A tal proposito, è pertinente ricordare come gli ormoni tiroidei, ovvero il prodotto sintetico dei follicoli, siano una via di regolazione ubiquitaria e basilare, comune a tutte le cellule.
Una volta che i tireociti avranno secreto gli ormoni T4 e T3 nel circolo ematico, veicolati mediante proteine, agiranno nella cellula bersaglio una volta liberati. Solo l’ormone libero si sposta a livello nucleare, dove può fissarsi a recettori specifici della cromatina, ma può legarsi anche alla membrana mitocondriale, e tutto questo implica vari meccanismi farmacodinamici, che ne spiegano le azioni. Per ribadire l’importanza dell’integrità delle unità follicolari tiroidee possiamo ricordare come il loro prodotto metabolico, ovvero gli ormoni, co-partecipano ad un effetto calorigeno, sulla crescita e sviluppo, sul metabolismo energetico, sul metabolismo idrico e salino, sul metabolismo proteico, lipidico e glucidico. Praticamente non esiste organo o sistema che non risenta della deficienza o dell’eccesso degli ormoni tiroidei, poiché il loro meccanismo d’azione deve interessare obbligatoriamente meccanismi elementari coinvolgenti tutte le cellule.
In particolare, in stati di deficienza funzionale riconducibile all’ipotiroidismo si rilevano alterazioni su: la ghiandola tiroidea, il sistema circolatorio e cardiovascolare, i costituenti chimici del sangue, i costituenti morfologici del sangue, la cute, il sistema nervoso centrale, lo scheletro, il tubo gastro-enterico; inoltre, alterazioni epatiche, ipofisiarie, del metabolismo basale, del colesterolo e fosfolipidi, surrenali, alterazioni delle gonadi, pancreatiche, dello iodio legato alle proteine, se non il cretinismo o mixedema giovanile.
Purtroppo vari sono gli stati patologici legati a questa ghiandola, ma in linea con la precedente esperienza del gruppo di ricerca e sulla base della produzione scientifica esistente, si è ritenuto opportuno definire come oggetto di interesse della presente tesi, a partire dalla normale fisiologia, le affezioni autoimmuni interessanti la tiroide e la loro progressione verso il carcinoma papillare, dove quest’ultimo è stato più specificatamente indagato.
Il carcinoma papillare, argomento focale in questo tratto, è il più comune cancro della tiroide, con frequenza approssimativa del 55% delle forme tumorali interessanti la tiroide, e al di sotto dei 40 anni ne costituisce circa il 90%, ed è relativamente benigno. A confronto delle altre forme maligne della tiroide, il carcinoma papillare tende ad essere piccolo, non capsulato, non enucleabile ed a crescita lenta. Nella maggior parte dei casi, il tumore affligge un solo lobo tiroideo e diffonde ai linfonodi dello stesso lato; talora interessa ambedue i lobi e l’istmo; raramente le lesioni sono multicentriche, metastatizza relativamente presto per via linfatica ai linfonodi regionali e la ricca rete linfatica spiega la rapida propagazione ai linfonodi vicini. I carcinomi papillari dettano l’insorgenza di metastasi per via ematica assai più raramente degli altri cancri tiroidei.
E’ noto come il cancro della tiroide si verifica con una frequenza 3 volte maggiore nelle donne rispetto agli uomini; inoltre il cancro della tiroide si può manifestare praticamente a tutte le età, sebbene sia raro al di sotto dei 20 anni. La tipologia della lesione e quindi il suo grado di aggressività è diverso nei diversi gruppi di età.
Il cancro alla tiroide si instaura con una frequenza 10 volte maggiore con i gozzi non tossici che con quelli tossici, allorché il computo venga effettuato su campioni prelevati nell’intervento chirurgico; è molto più frequente nei gozzi nodulari rispetto a quelli diffusi a superficie liscia; fra i primi più frequentemente si instaura nei gozzi con noduli isolati che in quelli con noduli multipli. Notevole controversia è sorta a riguardo dell’effetto delle alterazioni tiroidee non cancerose, come ad esempio l’ipotiroidismo di Hashimoto, sullo sviluppo del cancro alla tiroide, e come già ricordato in precedenza uno dei temi cardine di questa tesi. E’ stato appurato che l’80% delle lesioni maligne insorgono su adenomi pre-esistenti: questo è stato postulato in base al fatto che l’adenoma benigno si trasformi in maligno. E’ notoche dal 5 al 10% dei gozzi multi-nodulari non tossici sono maligni e in misura maggiore per noduli singoli negli adulti, con un’incidenza molto più elevata nei bambini.
In merito alle terapie, nella presente tesi si è cercato di valutare, in base alle informazioni rilevanti in Letteratura, se supplementi dietetici possano fornire un supporto da impiegare in strategie preventive/profilattiche o adiuvanti le canoniche procedure (quando l’esordio neoplastico è franco), rispetto alla vitalità e proliferazione cellulare. In particolare si è scelto di studiare le proprietà bioattive di selenio-metionina e myo-inositolo come strategia dieto-terapeutica o nutraceutica complementare, sfruttando le loro possibili azioni modulanti la vitalità e proliferazione cellulare, in vitro. In prima istanza, dalla bibliografia si è indagato ad esempio la disponibilità di selenio nel terreno in diverse aree geografiche, il selenio presente in prodotti vegetali ed animali destinati al consumo umano, così come le supplementazioni, la tossicità e carenza, il suo ruolo biologico, metabolico e fisiologico; tutto ciò è stato parimente indagato anche per myo-inositolo.
A partire dai risultati pubblicati dal nostro team di ricerca è emerso come nei soggetti sani il trattamento con selenio-metionina (Se-Met) da sola, myo-inositolo (Myo-Ins) da solo o Se-Met in combinazione con Myo-Ins esercitasse effetti positivi sugli indici di funzionalità tiroidea dopo il follow-up, in vivo ed in vitro. Ad oggi invece il nostro intento è stato quello di indagare gli effetti di myo-inositolo da solo, selenio-metionina da sola o una combinazione dei due composti in colture cellulari primarie umane di carcinoma papillare in presenza/assenza di citochine e/o perossido di idrogeno (H2O2). In particolare si sono indagati gli effetti derivanti dalla combinazione di più fattori e questi risultano essere: 1) effetto di selenio-metionina sulla vitalità e proliferazione cellulare rispetto al controllo, 2) effetto di myo-inositolo sulla vitalità e proliferazione cellulare rispetto al controllo, 3) effetto di selenio-metionina, in presenza di INF-gamma, TNF-alfa e H2O2, sulla vitalità e proliferazione cellulare, 4) effetto di myo-inositolo, in presenza di INF-gamma, TNF-alpha e H2O2, sulla vitalità e proliferazione cellulare 5)effetti della combinazione di selenio-metionina e myo-inositolo, in presenza di INF-gamma, TNF-alpha e H2O2, sulla vitalità e proliferazione cellulare.
I nostri risultati confermano la Letteratura esistente, poichè seppur si sono potuti apprezzare alcuni effetti, essi non dimostrano significatività; in particolare ciò che è stato riscontrato è: 1) un effetto protettivo sulla vitalità e proliferazione cellulare sia di myo-insolito 0,5-1μM che di selenio-metiona 0,5-1μM rispetto al controllo; 2) l'effetto tossico di H2O2 200μM nella linea tumorale primaria umana che porta ad un drastico aumento dell'apoptosi, e riduzione della proliferazione; 3) lieve protezione, ma non statisticamente significativa, conferita da myo-inositolo 1μM in concomitanza di H2O2 200 μM, INF-gamma 1000 IU/ml e TNF-alpha 10ng/ml, sulla vitalità e proliferazione cellulare; 4) nessun effetto è stato rilevato dal trattamento a base di solo selenio.
Altro punto interessante è stato quello di aver prelevato e conservato i surnatanti, al fine di un’eventuale valutazione degli effetti conferiti sullo stato infiammatorio dai nutraceutici in esame, il quale può essere appurato andando a dosare le chemochine nel medium, come ad esempio CXCL10. Pertanto, un probabile effetto protettivo di myo-inosiolo fornito dai nostri risultati ha suggerito ulteriori informazioni sulle linee primarie tumorali oggetto di studio, ma gli esatti meccanismi che sono alla base di questo effetto devono essere ulteriormente indagati aumentando il numero di colture primarie e implementando il numero di esperimenti. In ultima istanza, sarebbe interessante valutare se i composti analizzati possano avere un effetto protettivo in funzione del mantenimento morfologico cellulare e/o nucleare, condizione utile a ritardare lo sviluppo verso forme più agressive di questa lesione maligna; cosa realizzabile impiegando tecniche di fissazione e colorazione dei tessuti seguita dall’osservazione mediante microscopi a fluorescenza, confocali, elettronici, TEM (microscopio elettronico a trasmissione) o SEM (microscopio elettronico a scansione).
Una volta che i tireociti avranno secreto gli ormoni T4 e T3 nel circolo ematico, veicolati mediante proteine, agiranno nella cellula bersaglio una volta liberati. Solo l’ormone libero si sposta a livello nucleare, dove può fissarsi a recettori specifici della cromatina, ma può legarsi anche alla membrana mitocondriale, e tutto questo implica vari meccanismi farmacodinamici, che ne spiegano le azioni. Per ribadire l’importanza dell’integrità delle unità follicolari tiroidee possiamo ricordare come il loro prodotto metabolico, ovvero gli ormoni, co-partecipano ad un effetto calorigeno, sulla crescita e sviluppo, sul metabolismo energetico, sul metabolismo idrico e salino, sul metabolismo proteico, lipidico e glucidico. Praticamente non esiste organo o sistema che non risenta della deficienza o dell’eccesso degli ormoni tiroidei, poiché il loro meccanismo d’azione deve interessare obbligatoriamente meccanismi elementari coinvolgenti tutte le cellule.
In particolare, in stati di deficienza funzionale riconducibile all’ipotiroidismo si rilevano alterazioni su: la ghiandola tiroidea, il sistema circolatorio e cardiovascolare, i costituenti chimici del sangue, i costituenti morfologici del sangue, la cute, il sistema nervoso centrale, lo scheletro, il tubo gastro-enterico; inoltre, alterazioni epatiche, ipofisiarie, del metabolismo basale, del colesterolo e fosfolipidi, surrenali, alterazioni delle gonadi, pancreatiche, dello iodio legato alle proteine, se non il cretinismo o mixedema giovanile.
Purtroppo vari sono gli stati patologici legati a questa ghiandola, ma in linea con la precedente esperienza del gruppo di ricerca e sulla base della produzione scientifica esistente, si è ritenuto opportuno definire come oggetto di interesse della presente tesi, a partire dalla normale fisiologia, le affezioni autoimmuni interessanti la tiroide e la loro progressione verso il carcinoma papillare, dove quest’ultimo è stato più specificatamente indagato.
Il carcinoma papillare, argomento focale in questo tratto, è il più comune cancro della tiroide, con frequenza approssimativa del 55% delle forme tumorali interessanti la tiroide, e al di sotto dei 40 anni ne costituisce circa il 90%, ed è relativamente benigno. A confronto delle altre forme maligne della tiroide, il carcinoma papillare tende ad essere piccolo, non capsulato, non enucleabile ed a crescita lenta. Nella maggior parte dei casi, il tumore affligge un solo lobo tiroideo e diffonde ai linfonodi dello stesso lato; talora interessa ambedue i lobi e l’istmo; raramente le lesioni sono multicentriche, metastatizza relativamente presto per via linfatica ai linfonodi regionali e la ricca rete linfatica spiega la rapida propagazione ai linfonodi vicini. I carcinomi papillari dettano l’insorgenza di metastasi per via ematica assai più raramente degli altri cancri tiroidei.
E’ noto come il cancro della tiroide si verifica con una frequenza 3 volte maggiore nelle donne rispetto agli uomini; inoltre il cancro della tiroide si può manifestare praticamente a tutte le età, sebbene sia raro al di sotto dei 20 anni. La tipologia della lesione e quindi il suo grado di aggressività è diverso nei diversi gruppi di età.
Il cancro alla tiroide si instaura con una frequenza 10 volte maggiore con i gozzi non tossici che con quelli tossici, allorché il computo venga effettuato su campioni prelevati nell’intervento chirurgico; è molto più frequente nei gozzi nodulari rispetto a quelli diffusi a superficie liscia; fra i primi più frequentemente si instaura nei gozzi con noduli isolati che in quelli con noduli multipli. Notevole controversia è sorta a riguardo dell’effetto delle alterazioni tiroidee non cancerose, come ad esempio l’ipotiroidismo di Hashimoto, sullo sviluppo del cancro alla tiroide, e come già ricordato in precedenza uno dei temi cardine di questa tesi. E’ stato appurato che l’80% delle lesioni maligne insorgono su adenomi pre-esistenti: questo è stato postulato in base al fatto che l’adenoma benigno si trasformi in maligno. E’ notoche dal 5 al 10% dei gozzi multi-nodulari non tossici sono maligni e in misura maggiore per noduli singoli negli adulti, con un’incidenza molto più elevata nei bambini.
In merito alle terapie, nella presente tesi si è cercato di valutare, in base alle informazioni rilevanti in Letteratura, se supplementi dietetici possano fornire un supporto da impiegare in strategie preventive/profilattiche o adiuvanti le canoniche procedure (quando l’esordio neoplastico è franco), rispetto alla vitalità e proliferazione cellulare. In particolare si è scelto di studiare le proprietà bioattive di selenio-metionina e myo-inositolo come strategia dieto-terapeutica o nutraceutica complementare, sfruttando le loro possibili azioni modulanti la vitalità e proliferazione cellulare, in vitro. In prima istanza, dalla bibliografia si è indagato ad esempio la disponibilità di selenio nel terreno in diverse aree geografiche, il selenio presente in prodotti vegetali ed animali destinati al consumo umano, così come le supplementazioni, la tossicità e carenza, il suo ruolo biologico, metabolico e fisiologico; tutto ciò è stato parimente indagato anche per myo-inositolo.
A partire dai risultati pubblicati dal nostro team di ricerca è emerso come nei soggetti sani il trattamento con selenio-metionina (Se-Met) da sola, myo-inositolo (Myo-Ins) da solo o Se-Met in combinazione con Myo-Ins esercitasse effetti positivi sugli indici di funzionalità tiroidea dopo il follow-up, in vivo ed in vitro. Ad oggi invece il nostro intento è stato quello di indagare gli effetti di myo-inositolo da solo, selenio-metionina da sola o una combinazione dei due composti in colture cellulari primarie umane di carcinoma papillare in presenza/assenza di citochine e/o perossido di idrogeno (H2O2). In particolare si sono indagati gli effetti derivanti dalla combinazione di più fattori e questi risultano essere: 1) effetto di selenio-metionina sulla vitalità e proliferazione cellulare rispetto al controllo, 2) effetto di myo-inositolo sulla vitalità e proliferazione cellulare rispetto al controllo, 3) effetto di selenio-metionina, in presenza di INF-gamma, TNF-alfa e H2O2, sulla vitalità e proliferazione cellulare, 4) effetto di myo-inositolo, in presenza di INF-gamma, TNF-alpha e H2O2, sulla vitalità e proliferazione cellulare 5)effetti della combinazione di selenio-metionina e myo-inositolo, in presenza di INF-gamma, TNF-alpha e H2O2, sulla vitalità e proliferazione cellulare.
I nostri risultati confermano la Letteratura esistente, poichè seppur si sono potuti apprezzare alcuni effetti, essi non dimostrano significatività; in particolare ciò che è stato riscontrato è: 1) un effetto protettivo sulla vitalità e proliferazione cellulare sia di myo-insolito 0,5-1μM che di selenio-metiona 0,5-1μM rispetto al controllo; 2) l'effetto tossico di H2O2 200μM nella linea tumorale primaria umana che porta ad un drastico aumento dell'apoptosi, e riduzione della proliferazione; 3) lieve protezione, ma non statisticamente significativa, conferita da myo-inositolo 1μM in concomitanza di H2O2 200 μM, INF-gamma 1000 IU/ml e TNF-alpha 10ng/ml, sulla vitalità e proliferazione cellulare; 4) nessun effetto è stato rilevato dal trattamento a base di solo selenio.
Altro punto interessante è stato quello di aver prelevato e conservato i surnatanti, al fine di un’eventuale valutazione degli effetti conferiti sullo stato infiammatorio dai nutraceutici in esame, il quale può essere appurato andando a dosare le chemochine nel medium, come ad esempio CXCL10. Pertanto, un probabile effetto protettivo di myo-inosiolo fornito dai nostri risultati ha suggerito ulteriori informazioni sulle linee primarie tumorali oggetto di studio, ma gli esatti meccanismi che sono alla base di questo effetto devono essere ulteriormente indagati aumentando il numero di colture primarie e implementando il numero di esperimenti. In ultima istanza, sarebbe interessante valutare se i composti analizzati possano avere un effetto protettivo in funzione del mantenimento morfologico cellulare e/o nucleare, condizione utile a ritardare lo sviluppo verso forme più agressive di questa lesione maligna; cosa realizzabile impiegando tecniche di fissazione e colorazione dei tessuti seguita dall’osservazione mediante microscopi a fluorescenza, confocali, elettronici, TEM (microscopio elettronico a trasmissione) o SEM (microscopio elettronico a scansione).
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