Amero, Paola (2013) studio dei meccanismi d'azione dei bifenili policlorurati non diossino-simili sul sistema immunitario ed endocrino. [Tesi di dottorato]

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Abstract

I PCB 101, PCB 153 e PCB 180 fanno parte del gruppo dei sette “PCB target”, ovvero i congeneri considerati dalla Comunità Scientifica Internazionale come indicatori del grado di contaminazione da PCB e diossine. I policlorobifenili sono inquinanti ampiamente presenti nell’ambiente, essi appartengono insieme alle diossine ed ai furani al gruppo dei Persistent Organic Pollutants (POP). Utilizzando una linea cellulare continua di macrofagi murini J774.A1, combinando tecniche biochimiche e morfologiche, è stato dimostrato che tali composti causano morte delle cellule macrofagiche per apoptosi. I nostri dati dimostrano che l’esposizione a questi inquinanti causa riduzione della vitalità cellulare e induce apoptosi in maniera concentrazione-dipendente, in particolare quando i PCB sono associati ad una concentrazione di per sé sub-citotossica (1 M) si evidenziava un effetto sinergico sulla morte cellulare e un’accelerazione del processo apoptotico. E’ stato dimostrato che l’apoptosi PCB-indotta è mediata dall’attivazione della caspasi-3 e dalla modulazione dell’espressione di proteine antiapoptotiche (in diminuzione di Bcl-2) e proapoptotiche (in aumento di Bax), suggerendo che tale processo fosse mediato dall’attivazione della via intrinseca. E’ noto inoltre che questi composti siano soggetti al bioaccumolo nel tessuto adiposo sia degli animali che dell’uomo. Questa osservazione è coerente con l'idea che i PCB possano essere coinvolti nello sviluppo e nella progressione di patologie endocrine-metaboliche (obesità, diabete, aumento del rischio di patologie cardio-vascolari, sindrome metabolica) e interferire con le normali funzioni endocrine del tessuto adiposo. La tossicità dei PCB è stata valutata considerando tali composti da soli o in associazione per evidenziarne l’eventuale effetto sinergico. In particolare è stata determinato l’effetto di tali inquinanti sulla funzione degli adipociti maturi. Il tessuto adiposo ricopre un ruolo cardine non solo nel deposito e nella mobilizzazione di sostanze ad elevata energia metabolica ma ricoprire un ruolo importante nella regolazione dell’omeostasi energetica dell’intero organismo attraverso la secrezione di specifici ormoni. L’iperleptinemia caratterizza la grande maggioranza degli obesi e molti studi evidenziano che tale ormone abbia un ruolo proaterogeno contribuendo all’insulino-resistenza, alterando la funzione endoteliale, favorendo l’aggregazione piastrinica e la trombosi arteriosa. Negli esperimenti condotti sugli adipociti maturi trattati con i PCB associati a due a due o tutti e tre insieme, si osservava un aumento dell’espressione della leptina in particolare quando si associava il PCB 153 con il 180 ed una concomitante riduzione dell’isoforma recettoriale ad attività biologica. Tale riduzione di Ob-Rb negli adipociti, associata alla elevata produzione dell’ormone, supporta l’insorgenza di una insensibilità all’ormone correlabile alla leptino-resistenza del tessuto adiposo tipica dell’alterazione metabolica periferica dell’obesità Per confermare tale ipotesi, abbiamo investigato come tali inquinanti ambientali modificassero l’espressione di importanti proteine coinvolte nel signaling della leptino-resistenza. In particolare la proteina PTP1B, regolatore negativo del signaling della leptina, che risulta essere aumentata per l’associazione del PCB 153 con il 180 o di tutti i PCB, sostenendo l’ipotesi che tali congeneri possano agire con meccanismo sinergico. Successivamente abbiamo valutato come tali inquinanti modulassero una delle vie di trasduzione del segnale intracellulare specifiche per il recettore Ob-Rb, JAK/STAT. L’effetto indotto dai PCB sulla via di trasduzione del segnale di STAT 3 negli adipociti maturi induce una diminuzione dell’espressione di pSTAT 3 ed un aumento dell’espressione di STAT 3 rispetto alle cellule di controllo che ricevono il veicolo. In particolare dai dati ottenuti si evidenzia una riduzione significativa della ratio pSTAT3/STAT3 nelle cellule trattate con i PCB in associazione (PCB 153+180 e tutti e tre insieme). Successivamente, è stata evidenziata la capacità di tali inquinanti di modulare l’espressione anche dell’adiponectina, dei sui recettori e un aumento dell’espressione della citochine pro- ed anti-infiammatorie IL-6 eTNF e IL-10 sia quando gli adipociti maturi erano trattati con i PCB da soli e ancor più in associazione.. I dati ottenuti appaiono interessanti poiché è noto che la sensibilità degli adipociti umani è generalmente maggiore degli adipociti murini, dimostrando che i PCB in esame, come altri sostanze nocive considerate EDC, possano esercitare affetti additivi e che la contemporanea esposizione dell’uomo a diversi agenti chimici, con più debole attività, possa avere effetti avversi non evidenziati per singola esposizione. Inoltre le concentrazioni studiate in vitro sono comparabili ai livelli dell’esposizione nell’uomo ma si deve considerare che i livelli in vivo possono variare in funzione al legame con le proteine plasmatiche e alla durata dell’esposizione. I dati riportati nella tesi supportano l’ipotesi che tali sostanze possano interferire con le pathway correlate allo sviluppo dell’obesità e delle patologie ad essa correlate.

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