Meccanismi molecolari di regolazione della produzione del monossido di azoto (NO): implicazioni fisiopatologiche in differenti modelli cellulari.

Data inizio
3 dicembre 2002
Durata (mesi) 
24
Responsabili (o referenti locali)
Suzuki Hisanori

Le nostre recenti ipotesi sul cross-talk tra l’NO sintasi costitutiva ed inducibile (cNOS e iNOS rispettivamente) tramite l’NO sottolineano l’importanza della modulazione della produzione di NO da parte della cNOS (neuronale (nNOS) ed endoteliale (eNOS)) in condizioni fisiopatologiche. L’induzione dell’espressione della iNOS è finemente regolata sia da induttori che da soppressori. LPS, IFN-gamma, TNF-alfa e IL1-beta da una parte aumentano l’espressione della iNOS, dall’altra inibiscono l’attività della cNOS. I soppressori dell’espressione della iNOS come il desametasone, il TGF-beta, gli estrogeni e la morfina aumentano l’attività della n/eNOS. L’NO stesso sopprime l’espressione della iNOS inibendo l’attivazione di NF-kappaB.
L’attività enzimatica della n/eNOS è finemente modulata da un gran numero di modificazioni post-trascrizionali, tra cui la fosforilazione della n/eNOS. La fosforilazione in tirosina di entrambi gli enzimi regola in modo negativo la loro attività catalitica. La fosforilazione in serina della nNOS da parte di chinasi calmodulina-dipendenti inibisce l’attività catalitica dell’enzima. La fosforilazione in serina della eNOS da parte delle Akt-chinasi porta all’attivazione della sua attività enzimatica. Così, l’NO normalmente prodotto dalla n/eNOS riflette i vari stati di fosforilazione di questo enzima. Ogni evento che sposta l’equilibrio tra la forma nativa e i vari stati fosforilati di n/eNOS, può causare un rapido cambiamento nella quantità intracellulare di NO. In accordo con la nostra ipotesi, questa situazione potrebbe essere strettamente correlata all’induzione dell’espressione della iNOS.
Per avere una visione completa sull’importanza della modulazione della produzione dell’NO, studieremo i seguenti modelli sperimentali di malattie :
1) Insufficienza cardiaca indotta da ischemia-riperfusione (Unità. Bani e Suzuki)
Per valutare il meccanismo molecolare di un possibile dialogo tra la NOS costitutiva ed inducibile, verrà fatto uno studio accurato dei cambiamenti della quantità di NO, dell’attività enzimatica della NOS costitutiva, dell’attivazione di NF-kappaB e di STAT1 e dell’espressione dell’mRNA della iNOS nella fase precoce che segue l’ischemia-riperfusione in cardiomiociti.
Inoltre, verrà anche esaminato, in modelli di infarto del miocardio in vivo ed ex vivo, l’effetto della relassina, che induce l’espressione della iNOS in cellule di muscolo liscio ed in cellule endoteliali di coronaria, sulla vasodilatazione diffusa in seguito all’aumento del flusso coronarico e sulla neutralizzazione dei danni cardiaci indotti da ischemia-riperfusione.
2) Asma (Unità. Bani e Suzuki)
L’NO gioca un ruolo cruciale nella fisiopatologia dell’asma come in tante altre malattie infiammatorie. E’ possibile ipotizzare che i polifenoli e le sostanze SOD-mimetiche abbiano un’azione protettiva nei confronti dei danni polmonari dovuti ad infiammati nell’asma. E’ ben noto che ROS e perossinitriti possano danneggiare direttamente il DNA delle cellule nei tessuti infiammati indicendo così l’attivazione degli enzimi deputati alla riparazione del DNA come la PARP. Saranno quindi esaminati gli effetti dei polifenoli, sostanze SOD-mimetiche e inibitori della PARP nell’asma.
3) Malattie neurodegenerative associate a morte cellulare (Unità: Cantoni) compreso il morbo di Alzheimer (Unità: Colasanti)
Verrà studiato il dialogo tra la fosfolipasi A2 e NOS in malattie neurodegenerative associate a processi infiammatori.
La presenza di placche neuritiche contenenti beta-amiloide (A -beta), costituisce la principale evidenza fisiopatologica dell’Alzheimer (AD). E’ stato visto che la A-betastimola l’espressione della iNOS e la produzione di NO tramite il fattore associato al recettore del TNF-alfa (TRAF6 and 2) e attraverso meccanismi di segnale dipendenti da (NIK)- chinasi che inducono NF-kappaB. L’effetto diretto dell’ A-beta intracellulare o dei suoi frammenti sull’attività della NOS sarà esaminato nella fase precoce dell’AD.

Enti finanziatori:

Ministero dell'Istruzione dell'Università e della Ricerca
Finanziamento: assegnato e gestito dal Dipartimento

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