Studio del ruolo dell'ossido nitrico nel metabolismo energetico del cuore in modelli animali della sindrome metabolica.
Progetto Tra le ipotesi fisiopatologiche delle malattie cardiovascolari legate alla sindrome metabolica si è fatta sempre più strada quella che prevede una diminuzione significativa del metabolismo energetico della cellula cardiaca (Neubauer, New Engl J Med 356: 1140-1151, 2007). Il nostro gruppo di ricerca ha recentemente dimostrato che l'ossido nitrico (NO) prodotto dall'enzima eNOS è in grado di stimolare i processi mitocondriogenetici in diverse cellule dei mammiferi (Nisoli et al., Science 299: 864-869, 2003) con aumento del consumo di ossigeno e della produzione di ATP in diversi stipiti cellulari (Nisoli et al., Proc Natl Acad Sci U S A. 101: 16507-16512, 2004).
Il nostro progetto, che si articola in tre anni, si rivolge allo studio dei processi cellulari e molecolari, mediati dall'NO, coinvolti nel metabolismo energetico delle cellule cardiache e nell'analisi di tali processi in relazione con patologie del cuore legate all'obesità e alla sindrome metabolica. Nel primo anno di attività abbiamo analizzato il ruolo dell'NO nella mitocondriogenesi e nel metabolismo energetico delle cellule miocardiche in coltura. In questa prima fase abbiamo messo a punto le condizioni di coltura di due linee continue di tali cellule (H9C2 e HL-1) e dei cardiomiociti primari di topo. In queste cellule abbiamo, quindi, dimostrato, per la prima volta, che donatori di NO (SNAP, GSNO, DETA-NO) sono in grado di aumentare l'espressione di fattori della regolazione trascrizionale, come PGC-1alfa, NRF-1 e Tfam, coinvolti nel processo di biogenesi mitocondriale e delle proteine mitocondriali citocromo c (cyt c) e citocromo c ossidasi (COX IV). Inoltre, il trattamento prolungato (24-72 ore) con i donatori di NO aumenta l'attività della citrato sintetasi. Infine, abbiamo dimostrato che l'effetto dell'NO è mediato dal PGC-1alfa, dal momento che il trattamento delle cellule con siRNA specifici per tale cofattore è in grado di bloccare, in maniera statisticamente significativa, l'azione dell'NO sulla mitocondriogenesi.
Nel secondo anno di attività ci ripromettiamo di analizzare l'espressione di eNOS e la mitocondriogenesi sia nell'atrio che nel ventricolo di topi geneticamente affetti da sindrome metabolica (topi ob/ob e db/db) rispetto ai rispettivi animali di controllo. Inoltre, estenderemo tale analisi al cuore di topi resi obesi da una dieta ricca in grassi, il modello animale che più si avvicina alla situazione clinica dell'uomo.