Effetto della modulazione della via di segnalazione originata da NO e cGMP nella protezione dall'ipossia cronica
Progetto L'ipossia cronica è nota causare una serie di effetti potenzialmente letali. La subunità alfa dell'hypoxia-inducible factor 1 (HIF) gioca un ruolo chiave nella risposta della cellula all'ipossia. Infatti, quando HIF è stabilizzata dalla mancanza di O2, essa si lega al DNA e regola la trascrizione di un certo numero di geni, fra cui quelli deputati alla protezione cellulare contro l'ipossia. Nel caso dei neuroni di topo, l'ipossia cronica induce una sovra-produzione di HIF accompagnata da apoptosi. Recentemente, abbiamo osservato che la somministrazione in vivo di un derivato carbamilato dell'eritropoietina durante l'esposizione all'ipossia è in grado di ridurre sia l'apoptosi dei neuroni sia la sovra-produzione di HIF (Fantacci et al, Proc Natl Acad Sci U S A 103:17531-17536, 2006). Ciononostante, il ruolo di HIF nella protezione non è ancora chiaro. D'altra parte, è noto che l'inibizione della fosfodiesterasi-5, l'enzima che controlla il livello intracellulare di cGMP, può rappresentare un valido target farmacologico atto a proteggere vari organi da numerosi stimoli potenzialmente letali come per esempio l'ischemia (Guazzi and Samaja, Current Medical Chemistry 14:1893-1910, 2007), ma ancora non è noto se detta procedura può proteggere i neuroni nel corso dell'ipossia cronica in vivo. Pertanto, lo scopo di questa ricerca è testare le seguenti ipotesi: (1) la modulazione della via di segnalazione originata da NO e cGMP mediante inibizione della fosfodiesterasi-5 è una procedura valida per alleviare l'apoptosi neuronale indotta dall'ipossia, e (2) il ruolo di HIF è critico in tale protezione. Per questa seconda ipotesi, esamineremo non solo l'andamento di HIF, ma anche quello di altre proteine coinvolte nella via di segnalazione delle mitogen-activated protein kinases (MAPK), fra cui ERK1/2 e p38. Tali valutazioni avranno luogo in una condizione in vivo (topi esposti per 10 giorni a condizioni di ipossia cronica, pari a 10% di O2 nell'aria inspirata) in un modello che è stato recentemente brevettato a cura dell'Università di Milano (Samaja et al, Prot. N. A001912, 2005). Tale modello consentirà, per la prima volta, di separare gli effetti dell'ipossia cronica da quelli dello stress ossidativo necessariamente associato all'uso di modelli convenzionali disponibili in commercio (Milano et al, Exp Biol Med (Maywood) 227:389-397, 2002). In caso di riuscita positiva dello studio proposto, uno studio successivo sarà immediatamente iniziato usando come target non più i neuroni, ma il miocardio e la possibile cardioprotezione indotta dall'inibizione della fosfodiesterasi-5. Inoltre si prenderà in considerazione anche la possibilità di controllare l¿insorgenza dell'ipertensione polmonare.