L’Area di Ricerca di “Fisiopatologia del Sistema Neurovegetativo” nasce nel 2010 e si occupa dello studio delle alterazioni del sistema autonomico (simpatico e parasimpatico) in patologie internistiche nelle quali il SNV svolge un ruolo fisiopatologico fondamentale, quali l’insufficienza cardiaca, la broncopneumopatia cronico-ostruttiva, il diabete mellito e le demenze.
Lo studio dei processi degenerativi del sistema nervoso autonomo, viene effettuato avvalendosi di metodiche di biologia molecolare e cellulare (western blot, PCR, RT-PCR, ELISA, colture cellulari) per l’analisi e la ricerca di biomarker (come ad esempio GRK2) su campioni di sangue periferico umano e su preparati istologici di modelli sperimentali. Inoltre, il laboratorio mediante tecniche di immunofluorescenza e microscopia confocale si propone di eseguire una valutazione morfologica (innervazione, fibrosi) su preparati di tessuto cardiaco di modelli sperimentali di scompenso cardiaco post-ischemico.
L’obiettivo comune delle nostre linee di ricerca, è quello di identificare e studiare nuovi biomarker associati allo scompenso cardiaco e alle malattie neurodegenerative che possano rappresentare potenti mezzi per lo sviluppo di interventi mirati al trattamento e alla prevenzione di tali patologie.
Attività di Ricerca
Valutazione delle alterazioni molecolari alla base dell’insufficienza cardiaca. Il laboratorio studia le alterazione del signaling dei recettori beta adrenergici cardiaci sia a livello recettoriale che post-recettoriale in corso di insufficienza cardiaca. A tal fine si utilizzano modelli di topi transgenici così come modelli di terapia genica nel piccolo animale, al fine di testare in vivo l’efficacia di nuove terapie in grado di migliorare il signaling di diversi GPCR cardiaci. Si studiano inoltre i meccanismi alla base dell’ipeattivazione neuro-ormonale che si verifica in corso di insufficienza cardiaca, con particolare attenzione ai meccanismi molecolari alla base dell’ipeattività simpatica e del sistema renina-angiotensina-aldosterone che tanto aggravano la prognosi dei pazienti affetti da tale sindrome.
Valutazione delle relazioni tra il signaling dei recettori beta-adrenergici cardiaci e quello del recettore tipo 1 della sfingosina 1 phosphato. La sfingosina ha diversi effetti cardioprotettivi che esercita tramite l’attivazione del recettore tipo 1 della sfingosina 1 phosphato (S1PR1). In corso di insufficienza cardiaca questo recettore è down-regolato così come il recettore beta adrenergico cardiaco, e alla base di questo meccanismo sembra esserci un cross-talk tra questi sistemi recettoriali, mediato da GRK2. Lo studio di tali alterazioni e lo sviluppo di terapie per ripristinare la funzione di S1PR1 rappresentano un importante risultato al fine di migliorare la prognosi nell’insufficienza cardiaca.
Studio dei livelli linfocitari di GRK2 come marker prognostico. I livelli di GRK2 nel cuore così come nei linfociti periferici sono aumentati in corso di insufficienza cardiaca. Dato che GRK2 media la disfunzione dei recettori beta adrenergici cardiaci in corso di scompenso cardiaco, la determinazione dei livelli linfocitari di GRK2 (che correlano con quelli cardiaci) potrebbe dare importanti informazioni prognostiche poiché da un lato riflette lo stato di ipeattivazione simpatica sistemica, dall’altro quanto quest’ultima infici il signaling dei recettori beta adrenergici cardiaci. Pertanto GRK2 potrebbe essere considerato un biomarker di attività simpatica. Gli studi includono oltre al dosaggio dei livelli di GRK2 mediante tecnica di immunoblotting, ma anche la valutazione delle catecolamine circolanti, del bilanciamento simpato vagale mediante analisi dell’heart rate variability e valutazione dell’innervazione cardiaca mediante scintigrafia con MIBG.
Studio dei livelli linfocitari di GRK2 nella malattia di Alzheimer. La malattia di Alzheimer (MA) è stata, ed è tutt’ora, una delle patologie più studiate, al fine di chiarirne la complessa patogenesi. è facile prevedere che tale patologia sarà sempre più diffusa con conseguenti enormi costi sanitari. gli attuali interventi terapeutici sono in grado di agire temporaneamente sulla sintomatologia senza poter incidere sulla progressione della patologia, quindi è di fondamentale importanza indagare ulteriormente alcuni aspetti che potrebbero avere un ruolo nella patogenesi della malattia. tra questi vi è il sistema dei recettori β-adrenergici (βAR). il sistema noradrenergico cerebrale subisce modifiche sostanziali nel corso di ma e i βar sono stati implicati sia nella formazione di amiloide nel cervello, che nella neurotossicità indotta dalla β-amiloide. inoltre è stato dimostrato che GRK2, chinasi dei recettori accoppiati a proteine g, deputata alla desensibilizzazione e downregolation dei recettori stessi, media la disfunzione neuronale causata dall’amiloide. infine i livelli di GRK2 nei linfociti circolanti, che è stato dimostrato correlare con il grado di deterioramento cognitivo, potrebbero essere usati come biomarker per monitorare il declino cognitivo e la risposta alla terapia.
Valutazione dell’azione β-bloccante sulla funzione di fibroblasti cardiaci isolati da cuori scompensati trattati o non trattati con beta bloccante in vivo. E’ risaputo che il trattamento con β-bloccante riduce la fibrosi cardiaca in un modello di scompenso cardiaco post-ischemico. i fibroblasti cardiaci, le cellule implicate nello sviluppo della fibrosi, come i cardiomiociti, esprimono i recettori β-adrenergici. pertanto un ulteriore linea di ricerca è quella di valutare il ruolo del β-bloccante sulla funzione di fibroblasti cardiaci isolati da cuori scompensati trattati o non trattati con beta bloccante in vivo.
Valutazione dell’azione di una regime alimentare ristretto in un modello sperimentale di scompenso cardiaco post-ischemico. Assunto che la restrizione calorica è un intervento dietetico capace di migliorare la funzione del sistema cardiovascolare ed il profilo metabolico con conseguenze favorevoli sulla qualità della vita, un ulteriore progetto di ricerca è basato sulla valutazione della possibile azione di un regime alimentare ristretto sulla progressione dello scompenso cardiaco.
Progetti di Ricerca in corso
Ruolo del blocco della co-internalizzazione del recettore beta1-adrenergico e del recettore tipo 1 della sfingosina 1 fosfato nella fisiopatologia dello scompenso cardiaco (finanziamento MinSal GR-2011-02346878).
Impatto dell’insulino-resistenza e dell’iperglicemia sull’innervazione adrenergica cardiaca in pazienti con diabete mellito e pre-diabete (finanziamento MinSal GR-2011-02352485).
Livelli linfocitari di GRK2 come marker prognostico nello scompenso cardiaco.
Livelli linfocitari di GRK2 in pazienti con malattia di Alzheimer.
Correlazione tra il volume del grasso epicardico e l’innervazione adrenergica cardiaca in corso di scompenso cardiaco.
Predittori di sviluppo di piaghe da decubito in pazienti anziani ricoverati in unità intensiva coronarica per infarto del miocardio.
Effetti del beta-bloccante sulla funzione dei fibroblasti cardiaci in un modello sperimentale di insufficienza cardiaca.
Collaborazioni
Il laboratorio collabora con:
Center for Translational Medicine, Temple University, Philadelphia PA US
Nova Southeastern University, Fort Lauderdale FL, US;
School of Medicine, Division Cardiology of Hohn Hopkins University, Baltimore (MA),US;
Centre of Neuroscience, Imperial College London, London, UK;
Cattedra di Cardiologia dell’Università di Napoli Federico II
Sviluppo di metodiche
Attività Educazionale
Il laboratorio svolge attività educazionale, e partecipa a congressi, convegni e corsi sia a livello nazionale che internazionale. Il laboratorio accoglie tesisti e specializzandi della Scuola di Medicina della Università di Napoli Federico II e svolge un’intensa collaborazione con: 1) Center for Translational Medicine, Temple University, Philadelphia, PA: 2) Nova Southeastern University, Fort Lauderdale, FL; 3) Centre of Neuroscience, Imperial College London, London, UK.
Pubblicazioni
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