Dipartimento di Farmacia e Scienze della Salute e della Nutrizione - Tesi di Dottorato

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Questa collezione raccoglie le Tesi di Dottorato afferenti al Dipartimento di Farmacia e Scienze della Salute e della Nutrizione dell'Università della Calabria.

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Start date: 2010Subject: search.filters.subject.Biochimica cellulare

Search Results

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    L'uso di biomateriali innovativi per la veicolazione di farmaci antitumorali
    (2014-12-01) Tavolaro, Palmira; Sisci, Diego; Andò, Sebastiano; Panno, Maria Luisa; Tavolaro, Adalgisa
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    Characterization of the role of ageing on mechanical and thermal nociception and nocifensive response to formalin test in C57BL/6 Mice
    (2014-10-27) Scuteri, Damiana; Sisci, Diego; Berliocchi, Laura
    Il dolore cronico, che riduce notevolmente la qualità della vita, interessa un vasto segmento della popolazione globale (il 25% della popolazione Europea e più di 100 milioni di cittadini Americani), diventando anche più frequente negli anziani (> 65 anni). In questa popolazione, il dolore cronico spesso viene incompreso e non opportunamente trattato (Bruckenthal & D’Arcy, 2007), anche a causa della resistenza alla maggior parte degli analgesici di elezione. Pertanto, questo progetto di dottorato è stato condotto con l’obiettivo di caratterizzare un modello di dolore cronico che potesse essere un valido strumento rappresentativo della condizione di dolore cronico nell’anziano ed il ruolo dell’invecchiamento nella nocicezione meccanica e termica e nella risposta nocifensiva in topi C57BL/6. Topi C57BL/6 di due mesi di età sono stati sottoposti al Test della Formalina (Dubuisson & Dennis, 1977): oltre a studiare il comportamento nocifensivo di licking/biting/flinching indotto dalla formalina, l’allodinia meccanica e l’edema sviluppati dagli animali in seguito alla somministrazione di formalina sono stati rispettivamente investigati tramite il Test di Von Frey (Chaplan et al., 1994) e l’utilizzo di un calibro, nel 1°, 4°, 7°, 9°, 11° e 14° giorno successivo alla somministrazione di formalina. Inoltre, è stata studiata l’efficacia del gabapentin, uno dei trattamenti di scelta per gli stati di dolore cronico come la neuropatia diabetica e la nevralgia postherpetica (Backonja et al., 1998; Rowbotham et al., 1998), sia nella risposta nocifensiva al test della formalina sia nella conseguente allodinia meccanica, fino a 4 giorni dopo l’iniezione di formalina. I risultati ottenuti hanno dimostrato la presenza di allodinia meccanica nella zampa ipsilaterale già due ore dopo la somministrazione di formalina, con il picco nel 4° giorno. Questa allodinia meccanica a lungo termine (fino a 14 giorni), nel 4° giorno successivo all’iniezione di formalina, interessa anche la zampa controlaterale, confermando l’esistenza di meccanismi centrali ritenuti alla base della seconda fase del test della formalina ed escludendo la possibilità che tale allodinia possa essere causata dall’edema evidenziato. Il gabapentin è risultato molto efficace nella seconda fase, lievemente efficace nella prima fase e nell’allodinia meccanica indotta dalla formalina 2 ore dopo la somministrazione di formalina. Tale attività non è stata evidenziata nel primo e nel quarto giorno successivo all’iniezione di formalina, verosimilmente a causa dell’emivita del farmaco. I nostri risultati caratterizzano il test della formalin come un modello rappresentativo di uno stato di dolore cronico che racchiude sia le caratteristiche infiammatorie del dolore articolare, spesso resistente al trattamento (Scaglione et al., 2014), sia gli aspetti centrali del dolore neuropatico, perciò molto utile per studiare le condizioni di dolore cronico che affliggono un crescente numero di pazienti anziani. Inoltre, il quadro fisiopatologico del dolore nell’anziano è stato approfondito per comprendere come l’invecchiamento potesse influenzare prima la nocicezione e, successivamente, lo sviluppo ed il mantenimento del dolore, dal momento che i cambiamenti nella nocicezione indotti dall’età non sono ancora ben noti (Taguchi et al., 2010). Pertanto, topi C57BL/6 giovani (2 mesi) e più anziani (6, 12 e 18 mesi) sono stati sottoposti a test comportamentali per determinare la sensibilità basale meccanica e termica (test di Von Frey (Chaplan et al., 1994), Pin-prick test (Chan et al., 1992), test di Hargreaves (Hargreaves et al., 1988), test dell’acetone (Choi et al., 1994)). Come dimostrato anche da studi longitudinali, soprattutto la sensibilità meccanica ed anche quella termica (sia al caldo che al freddo) sono risultate incrementate. I primi cambiamenti evidenti, in particolare per la sensibilità al freddo, sono stati osservati intorno ai 6 mesi di età. Fra l’età di 12 e di 18 mesi, i livelli di sensibilità hanno mostrato una sorta di plateau, con un incremento molto più lento. Poiché la nocicezione è risultata essere modificata negli animali anziani, si è deciso di esaminare l’effetto dell’età sulla risposta nocifensiva al dolore evocato (test della formalina). La risposta nocicettiva, espressa in secondi di licking/biting/flinching e come totale di eventi di licking/biting/flinching, è risultata differente nei topi anziani (6, 12, 18 mesi), presentando non più solo 2 ma 3 fasi di picco, uno spostamento temporale ed un’ampiezza variata. Inoltre, lo stato allodinico formalina-indotto è risultato più pronunciato nei topi anziani, nei quali l’allodinia meccanica ha continuato ancora a rimanere stabile al picco, mentre nei topi di due mesi il recupero stava già cominciando. Anche il processo di guarigione e l’edema della zampa sono risultati influenzati dall’età dell’animale. A livello molecolare, non sono state evidenziate differenze significative nei livelli della proteina p62, di LC3- I e di LC3-II, mentre solo i livelli di espressione di Beclin 1 sono risultati progressivamente ridotti con l’invecchiamento, in maniera statisticamente significativa. Sebbene siano necessari ulteriori esperimenti, questi risultati sembrano suggerire che la pathway dell’autofagia sia modificata e che il flusso autofagico sia probabilmente ridotto. Di fondamentale importanza è l’osservazione che il principale marker di dolore cronico, la subunità del canale del Ca2+ α2δ-1, è risultata quasi assente nei topi di 2 mesi e notevolmente up-regolata, seguendo un andamento a campana, nei topi di 6 e di 12 mesi. Questo fenomeno potrebbe essere alla base della ridotta soglia meccanica dei topi più anziani. Inoltre, una nuova banda a basso peso molecolare, che abbiamo chiamato α2δ-1*, è risultata altamente presente nei topi più anziani rispetto ai topi di due mesi, come la banda nota α2δ-1. I nostri risultati hanno dimostrato che anche l’efficacia del gabapentin (10 e 100 mg/Kg) nel test della formalina e nell’allodinia meccanica indotta dalla formalina, testato in topi C57BL/6 di 2 e 6 mesi, è risultata influenzata dall’invecchiamento. In particolare, nei topi giovani, solo la dose di 100 mg/Kg è risultata efficace in tutte le fasi del test della formalina, mentre, sia la dose più alta che la dose più bassa sono state efficaci nei topi di 6 mesi. A differenza dei topi di due mesi, i topi di 6 mesi non hanno mostrato cambiamenti significativi fra la soglia meccanica dei topi trattati con veicolo e quella dei topi trattati con il farmaco due ore dopo la somministrazione di formalina. Tuttavia, la somministrazione acuta di gabapentin è risultata più efficace sull’allodinia meccanica indotta dalla formalina nei topi di 6 che nei topi di 2 mesi, suggerendo che nei topi anziani, anche una dose più bassa di gabapentin risulta terapeutica ma l’effetto terapeutico ha più breve durata. Questo fenomeno potrebbe essere dovuto all’up-regulation della subunità α2δ-1 evidenziata nei topi anziani. In conclusione, i risultati ottenuti durante questo progetto di ricerca di dottorato caratterizzano il test della Formalina (Dubuisson & Dennis, 1977) come un valido modello di dolore cronico e dimostrano che il processo di invecchiamento influenza la soglia nocicettiva agli stimoli sia di natura meccanica che termica ed il comportamento nocifensivo in tale modello sperimentale di dolore cronico. I nostri risultati sono dotati di un notevole valore traslazionale per rispondere al bisogno, non ancora soddisfatto, di un migliore sfruttamento degli strumenti farmacologici già disponibili e di nuovi trattamenti terapeutici per la gestione del dolore cronico nei pazienti anziani.
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    Effects of adiponectin on the progression of breast cancer: role of Estrogen Receptor alpha
    (2014-11-28) Ricchio, Emilia; Sisci, Diego; Mauro, Loredana
    Adipose tissue is no longer considered an inert tissue for storing energy but is now recognized as an active endocrine organ secreting adipokines, cytokines and a diverse range of inflammatory markers. Adiponectin is one of the adipokines secreted by white adipose tissue and has been suggested to improve insulin sensitivity, regulate glucose and lipid metabolism and might play a role in the development of diabetes and atherosclerosis. In addition, it appears to play an important role also in the development and progression of several obesity-related malignancies, including breast cancer. In the present study, we demonstrated that adiponectin induces a dichotomic effect on breast cancer growth. Indeed, it stimulates growth in ERα-positive MCF- 7 cells while it inhibits proliferation of ERα-negative MDA-MB-231 cells. Notably, only in MCF-7 cells adiponectin exposure exerts a rapid activation of MAPK phosphorylation, which is markedly reduced when knockdown of the ERα gene occurred. In addition, adiponectin induces rapid IGF-IR phosphorylation in MCF-7 cells, and the use of ERα siRNA prevents this effect. Moreover, MAPK activation induced by adiponectin was reversed by IGF-IR siRNA. Coimmunoprecipitation studies show the existence of a multiprotein complex involving AdipoR1, APPL1, ERα, IGF-IR, and c-Src that is responsible for MAPK signaling activation in ERα-positive breast cancer cells. It is well known that in addition to the rapid effects through non-genomic mechanisms, ERα also mediates nuclear genomic actions. In this concern, we demonstrated that adiponectin is able to transactivate ERα in MCF-7 cells. We showed the classical features of ERα transactivation: nuclear localization, downregulation of mRNA and protein levels, and upregulation of estrogen dependent genes. Finally we demonstrate that in vivo adiponectin (1 and 5 μg/ml) induces a significant reduction (60 and 40%, respectively) in tumor volume in animals injected with human ERα-negative MDA-MB-231 cells, whereas an increased tumor growth (54 and 109%, respectively) is observed in the animals receiving human ERα-positive MCF-7 cells. Moreover, cyclin D1 (CD1) mRNA and protein levels are decreased in MDA-MB-231 cells, while they are upregulated in MCF-7 cells by adiponectin. Collectively, this study clarifies the molecular mechanism through which adiponectin modulates breast cancer cell growth, providing evidences on the celltype dependency of adiponectin action in relationship to ERα status.
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    IGF system regulates GPER expression and function in cancer cells
    (2014-11-28) De Marco, Paola; Maggiolini, Marcello; Sisci, Diego
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    Effects of erythropoietin and stem cell factor on normal and cancer cells: implication for supportive therapy in oncological patients
    (2013-10-23) Bartucci,Monica; Andò,Sebastiano; De Maria,Ruggiero
    The ability of erythropoietin (Epo) to promote the production of red cells is currently exploited to treat chemotherapy-induced anemia. However, the expression of Epo receptor (EpoR) in a variety of cancer cells suggests that Epo-based supportive therapy can negatively affect the clinical outcome. In line with this hypothesis, some clinical trials have questioned the benefit of Epo administration in patients affected by different tumors, including breast cancer. In this study we directly determined the effect of Epo on cancer mammospheres, whose tumorigenic activity was validated through the establishment of xenografts in immunocompromized SCID mice. Our preliminary data showed that EpoR was expressed in both, undifferentiated mammospheres and in differentiated primary breast cancer cells. The presence of Epo increased the expansion and survival of tumor mammospheres and differentiated primary breast cancer cells. More importantly, Epo was able to considerably protect both, differentiated and undifferentiated breast cancer cells, from death induced by many antineoplastic drugs. Accordingly, we observed that Epo increased the expression of its receptor, induced activation of AKT/PKB and MAPKs and increased the expression of Bcl-xL in breast cancer cells. Thus, the use of Epo may promote the survival and growth of tumorigenic breast cancer cells by counteracting the cytotoxic effects of chemotherapy suggesting the need for alternative therapeutic options in cancer patients. In a comprehensive investigation, 81/120 tumor types examined did not yield any sample positive for c-kit expression, suggesting that the use of Stem Cell Factor (SCF) should be safe in many of the most common malignancies. 1 To determine the possible oncogenic effect of SCF, we compared the pro-tumor activity of Epo and SCF on breast cancer, the major cancer type in women. Among this, we tested the potential protective effects of SCF in preventing hematopoietic cell death during chemotherapy in vivo. Our data are showing that Epo increased the expansion and survival of tumor mammospheres and differentiated primary breast cancer cells. More importantly, Epo was able to considerably protect both, differentiated and undifferentiated breast cancer cells, from death induced by many antineoplastic drugs possibly through increased expression of the anti-apoptotic protein Bcl-xL. SCF, on the contrary, can not exert any pro-tumor activity, since the majority of cancer cells tested, particularly breast cancer, resulted negative for c-kit expression. In in vitro experiments performed on primary human erythroid progenitors we found that SCF is able to prevent apoptosis of erythroid progenitors induced by promising new anticancer agents and in vivo SCF restores the density of bone marrow cells to the level of controls in mice treated with Cisplatin or 5-Fluorouracil (5-FU). In peripheral blood analysis we observe an increase in the levels of all mature blood cells upon SCF administration. Therefore, taken together our experiments demonstrate that SCF protects the hematopoietic system from chemotherapy-induced damage in vivo and outline a protocol for a potential clinical application of SCF to prevent chemotherapy-induced cytotoxicity.
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    Expression of the K303R estrogen receptor alfa mulation induces hormonal resistance in breast cancer
    (2013-10-21) Giordano,Cinzia; Sisci,Diego; Andò,Sebastiano; Catalano,Stefania