Metabolomica e biochimica cellulare nell’aterotrombosi

Responsabile

Viviana Cavalca
Cavalca

Le attività di ricerca svolte dall’Unità si focalizzano sullo studio di meccanismi biochimici, cellulari e metabolici coinvolti nell’insorgenza e nella progressione dell’aterotrombosi.

Nello specifico, il gruppo persegue studi nel campo dello stress ossidativo, con particolare attenzione alle sue ripercussioni sulla funzionalità endoteliale e sull’attivazione di cellule circolanti e residenti quali globuli rossi, monociti, piastrine e macrofagi.

L’impronta principalmente analitica del gruppo consente di utilizzare metodiche altamente sofisticate quali la spettrometria di massa, la cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC), la microscopia confocale e la citofluorimetria al fine di evidenziare e determinare molecole ed analiti chiave coinvolti in specifici meccanismi fisiopatologici. In particolare, da alcuni anni viene applicato, mediante spettrometria di massa, un approccio metabolomico che consente la determinazione simultanea di più analiti coinvolti nello stesso pathway metabolico.

Cavalca Fig

La metabolomica rappresenta la più recente delle scienze "–omiche" ed è considerata la più promettente in quanto consente di valutare il prodotto finale dell’attivazione/inattivazione di geni, di RNA messaggero e di enzimi, e permette di studiare il complesso sistema di pathway metabolici in cellule, tessuti, organi ed organismi. Tale approccio ad ampio spettro consente di definire il fenotipo metabolico individuale e di evidenziarne le variazioni in rapporto a patologie ed in risposta ad interventi terapeutici, fornendo informazioni basilari per una terapia personalizzata. I campi di utilizzo in cui la metabolomica può costituire un valido e innovativo ausilio sono molteplici e comprendono la fisiopatologia della malattia cardiovascolare, con l’ acquisizione di conoscenze sui meccanismi alla base della patologia, la sua prevenzione, diagnosi e controllo con l’evidenziazione di biomarcatori che possano essere utilizzati sia a fini diagnostici sia per valutare gli effetti terapeutici di interventi farmacologici o dietetici

Progetti

  • L’Unità si inserisce nello studio dell’aterotrombosi affrontando problematiche sia a livello periferico/circolante che a livello cellulare. In particolare l’unità è impegnata in diverse linee di ricerca.

    1. Stress ossidativo nella patologia cardiovascolare e sua modulazione in seguito a interventi dietetici

    Viene valutato l’effetto della dieta mediterranea sullo stress ossidativo e sulla sintesi di monossido di azoto (principale mediatore vasoattivo) in pazienti con patologia coronarica, dopo trattamento dietetico protratto per 3 mesi, mediante approccio metabolomico

    2. 8-idrossi-2-desossiguanosina (8-OHdG): biomarker di danno ossidativo al DNA in pazienti con Insufficienza Cardiaca (IC)

    A seguito della riparazione del danno ossidativo al DNA, vengono immessi nel torrente circolatorio nucleosidi ossidati e in particolare il metabolita urinario 8-OHdG è considerato un biomarcatore del danno stesso. Da una recente meta-analisi effettuata dal gruppo è emerso che i livelli di 8-OHdG sono aumentati nei pazienti con IC rispetto ai controlli sani. Lo studio intrapreso ha come obiettivo correlare i livelli di 8-OHdG con l’eziopatogenesi e l’evoluzione della malattia

    3. Alterazione dell’omeostasi vascolare in patologie aterotrombotiche

    L’equilibrio tra vasodilatazione e vasocostrizione nella malattia aterotrombotica è un processo finemente regolato da mediatori con attività antitetica, vasodilatante e antiaggregante come la prostaciclina, prodotta dall’endotelio (PGI2), e vasocostrittrice e proaggregante come il trombossano A2 (TXA2), prodotto principalmente dalle piastrine. In particolare, viene valutata l’alterazione dell’equilibrio tra questi due mediatori in differenti patologie, caratterizzate da complicanze trombotiche, e la modulazione di tale equilibrio in rapporto a specifici interventi terapeutici

    4. Il globulo rosso quale nuovo attore nella patologia cardiovascolare

    Recenti studi hanno messo in luce un ruolo attivo del globulo rosso nella malattia aterotrombotica ma ad oggi non sono ancora del tutto definiti i meccanismi alterati in questo contesto patologico. Attraverso lo studio di specifiche caratteristiche biochimico-morfologiche e funzionali, si vuole definire la funzione del globulo rosso nei processi di vasodilatazione, adesività e potenziale infiammatorio. Saranno indagati meccanismi e pathways metabolici alterati nell’ottica di evidenziare nuovi biomarcatori di malattia e/o favorire lo sviluppo di nuove strategie farmacologiche

    5. Monociti, macrofagi e placca coronarica

    Lo studio in corso ha l’obiettivo di definire un fenotipo macrofagico associato all’instabilità della placca coronarica che possa essere bersaglio di trattamenti farmacologici rivolti a limitare la progressione e a stabilizzare la malattia. Poichè i macrofagi di placca non sono facilmente accessibili e che i monociti circolanti, loro precursori, sono considerati un valido surrogato dei macrofagi tessutali, sarà ricercato un profilo antigenico e funzionale dei monociti circolanti associato allo scopo di delineare una firma biologica che possa essere associata al fenotipo macrofagico pro-aterogeno e/o antiaterogeno

migliori pubblicazioni negli ultimi 3 anni

    • Zaccardi F, Rizzi A, Petrucci G, Ciaffardini F, Tanese L, Pagliaccia F, Cavalca V, Ciminello A, Habib A, Squellerio I, Rizzo P, Tremoli E, Rocca B, Pitocco D, Patrono C. In Vivo Platelet Activation and Aspirin Responsiveness in Type 1 Diabetes. Diabetes. 2016;65(2):503-9

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    • Eligini S, Brioschi M, Fiorelli S, Tremoli E., Banfi C, Colli S. Human monocyte-derived macrophages are heterogenous: proteomic profile of different phenotypes J Proteomics 2015; 124:112-123

    • Di Minno A, Turnu L, Porro B, Squellerio I, Cavalca V, Tremoli E, Di Minno MN. 8-hydroxy-2-deoxyguanosine levels and cardiovascular disease: a systematic review and meta-analysis of the literature. Antioxid Redox Signal. 2015 [Epub ahead of print]

Staff

  • Sonia Eligini, Scientist
    Isabella Squellerio, Technologist
    Benedetta Porro, Technologist
    Linda Turnu, Ph.D Student
    Susanna Fiorelli, Ph.D Student
    Alessandro Di Minno, Ph.D Student
    Loredana Boccotti, Technician