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Il ruolo dello stress ossidativo nelle cellule endoteliali della valvola aortica bicuspide (ma non dalla tricuspide)

27 Maggio Mag 2019 0000 2 months ago
  • Paolo Poggio, Elena Tremoli

Un nuovo studio del Monzino ha valutato i modelli di espressione del miRNA nelle cellule endoteliali derivate da pazienti con valvola aortica bicuspide e tricuspide.


Nel corso della vita, una valvola aortica si apre e si chiude più di 3 miliardi di volte, garantendo l'unidirezionalità del flusso sanguigno dal ventricolo sinistro all'aorta. Quando l’omeostasi dei lembi valvolari viene compromessa da fattori meccanici o biologici, questi vanno però incontro a una degenerazione che a sua volta determina un malfunzionamento della valvola, in particolare la stenosi aortica.

Il segno distintivo delle prime fasi della degenerazione della valvola è l’attivarsi di una progressione che coinvolge infiammazione e ossidazione, che porta all’instaurarsi del danno endoteliale. Un danno che ha una prevalenza e una storia naturale diverse a seconda che la valvola sia normalmente tricuspidata oppure bicuspide.

Fino a ieri, si pensava che le differenze osservabili nel deterioramento della valvola aortica tricuspide e di quella bicuspide fossero dovute solo allo stress meccanico. L'anatomia della valvola aortica bicuspide rappresenta un importante fattore di rischio per lo sviluppo di stenosi calcifica, la quale potrebbe verificarsi con decenni di anticipo rispetto ai soggetti con valvola normale e rappresenta quasi il 50% delle stenosi sottoposte a sostituzione chirurgica della valvola.

Gli autori di un nuovo studio del Monzino, – primo firmatario Paolo Poggio, responsabile dell'Unità di Ricerca sulle Patologie coronariche, valvolari e aortiche), – valutando i pattern di espressione di microRNA (miRNA) [link a finestra esplicativa] nelle cellule endoteliali derivate da pazienti con entrambi i tipi di valvola, hanno ipotizzato che percorsi distinti possano essere all’origine di danno endoteliale diverso nei pazienti con valvola bicuspide.

I microRNA sono brevi RNA non codificanti, che regolano l'espressione genica a livello post-traduzionale. I miRNA hanno bersagli multipli e l'inibizione o la sovraespressione di un singolo miRNA può portare all'attivazione di processi fisiologici multifattoriali. Ecco perché la loro regolazione è fondamentale per l'omeostasi del tessuto.

Sono state studiate le valvole provenienti da 18 pazienti, sottoposti alla sostituzione chirurgica della valvola aortica a causa di stenosi grave, utilizzando un software bioinformatico open source web based per la visualizzazione di reti complesse (Cytoscape v3.7.1) e una speciale applicazione (ClueGO v2.5.3) che consente l’arricchimento funzionale dell’analisi in termini di Gene Ontology.

Lo studio ha evidenziato differenze molecolari importanti nella suscettibilità allo stress ossidativo, nella magnitudo del danno del DNA e nell'induzione di apoptosi tra le cellule endoteliali derivate, rispettivamente, da valvole bicuspidi e tricuspidi. Queste differenze sono state acutizzate dallo stimolo dello stress ossidativo portando a una riduzione del tasso di sopravvivenza. Ciò potrebbe indicare che nel danno endoteliale non è coinvolto solo lo stress meccanico che si verifica nei pazienti con valvola bicuspide, ma anche fattori biologici come uno stress ossidativo anomalo che porta all'apoptosi.

A nostra conoscenza, il nostro è il primo studio sperimentale in vitro che dimostra che anche fattori i biologici concorrono alle fasi iniziali degenerative della patologia della valvola aortica e che essi differiscano nei soggetti con valvola aortica bicuspide rispetto a quelli con valvola tricuspide.

Paolo Poggio

Riferimenti
1. Poggio P, Songia P, Moschetta D, Valerio V, Myasoedova V, Perrucci GL, Pompilio G. MiRNA profiling revealed enhanced susceptibility to oxidative stress of endothelial cells from bicuspid aortic valve. J Mol Cell Cardiol 2019 Apr 23. pii: S0022-2828(18)31066-6. doi: 10.1016/j.yjmcc.2019.04.024. [Epub ahead of print]