THE ACID SPHINGOMYELINASE PATHWAY AS A PROMISING TARGET OF INFLAMMATION AND OXIDATIVE STRESS IN DUCHENNE MUSCULAR DYSTROPHY
Tesi di Dottorato
Data di Pubblicazione:
2022
Citazione:
THE ACID SPHINGOMYELINASE PATHWAY AS A PROMISING TARGET OF INFLAMMATION AND OXIDATIVE STRESS IN DUCHENNE MUSCULAR DYSTROPHY / P.m. Roux ; tutor: E. Clementi ; supervisor: C. Perrotta ; coordinatore: G. D. Norata. Dipartimento di Scienze Biomediche e Cliniche L. Sacco, 2022 Apr 04. 34. ciclo, Anno Accademico 2021.
Abstract:
L'enzima sfingomielinasi acida (ASMase) svolge un ruolo importante nel metabolismo degli sfingolipidi generando ceramide, un secondo messaggero lipidico coinvolto in un'ampia gamma di processi fisiologici e patologici (Zeidan & Hannun, 2010). ASMase è attivato da molteplici stimoli di stress e, a sua volta, induce la produzione di mediatori chiave dell'infiammazione e dello stress ossidativo, che sono caratteristiche distintive della distrofia muscolare di Duchenne (DMD) (Petrillo et al., 2017; Tidball et al., 2018). Dato che abbiamo recentemente dimostrato il coinvolgimento di ASMase nella progressione della DMD, abbiamo quindi investigato se inibire l’attività di questo enzima, somministrando degli inibitori funzionali di ASMase (FIASMA), ovvero Fluoxetina e Sertralina (Kornhuber et al., 2010), e/o molecole antiossidanti, ovvero Plumbagina, Quercetina e N-Acetilcisteina (NAC), ai topi mdx, il modello murino della DMD, possa essere una valida strategia terapeutica.
Sia la Plumbagina che la Quercetina hanno migliorato la funzione muscolare dei topi mdx rispetto al veicolo e hanno raggiunto un recovery score, rispetto ai wild-type (WT), simile a quello di NAC. Ciò è promettente poiché molti studi supportano i benefici di NAC nei topi mdx (de Senzi Moraes Pinto et al., 2013; Whitehead et al., 2008), qui usato come controllo dell'efficacia del nostro trattamento. FIASMA non ha avuto successo nel miglioramento della funzione muscolare, che comunque, è stato probabilmente mascherato dall'effetto del comportamento di Fluoxetina e Sertralina, che appartengono alla classe degli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina, come suggerito dalla somministrazione degli stessi farmaci ai topi WT, che presentavano una ridotta performance rispetto ai topi WT non trattati. Tutti i trattamenti hanno comunque migliorato la morfologia muscolare e ridotto significativamente il danno muscolare. Parallelamente, è stata potenziata la rigenerazione muscolare.
Abbiamo inoltre trovato che sia i FIASMA testati che la Plumbagina sono in grado di ridurre l'attività di ASMase nel diaframma, mentre la Quercetina non ha prodotto nessun effetto in tal senso.
Sia i FIASMA che gli antiossidanti hanno ridotto e modulato l'infiammazione verso uno stato antinfiammatorio, come evidenziato dalla ridotta espressione di marcatori dei macrofagi M1, che peggiorano il danno muscolare, e parallelamente dall'aumento dei marcatori dei macrofagi M2, che promuovono la riparazione dei tessuti (Madaro et al., 2019; S. A. Villalta et al., 2009). Tutti i trattamenti hanno inoltre attenuato lo stress ossidativo, aumentando l'espressione di diversi enzimi coinvolti nel sistema di difesa antiossidante. Solo Fluoxetina e Plumbagina sono state capaci di indurre l'espressione di Nrf2, proteina che svolge un ruolo fondamentale nella regolazione dello stress ossidativo e dell'infiammazione con un grande potenziale nella terapia della DMD (Kourakis, Timpani, de Haan, et al., 2021).
Risultati simili sono stati ottenuti in un modello di danno muscolare acuto, utilizzando topi ASMasi-KO, suggerendo così che gli eventi osservati nei topi mdx trattati farmacologicamente possano essere correlati alla diminuzione dell'attività di ASMasi. Infatti, in assenza di ASMase si è osservato un aumento di Nrf2 a seguito del danno muscolare ed una riduzione dell'infiammazione con conseguente miglioramento della rigenerazione da parte delle cellule satelliti muscolari (Roux-Biejat et al., 2021).
In questo lavoro forniamo delle prove sull’inibizione della ASMase come una terapia alternativa promettente contro l’incurabile DMD. Essendo degli antidepressivi, questi FIASMA possono alleviare i sintomi depressivi spesso osservati nei pazienti. Inoltre, il riposizionamento di far
Tipologia IRIS:
Tesi di dottorato
Keywords:
Acid Sphingomyelinase; Inflammation; Oxidative stress; Duchenne Muscular Dystrophy; Muscle Regeneration
Elenco autori:
P.M. Roux
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