BIO12 Analisi proteomica del muscolo cardiaco di ratto in corso d'invecchiamento Dottoranda: Roberta LEONE Matricola N° R09163 TUTORE : Prof.ssa Cecilia GELFI DIRETTORE DELLA SCUOLA: Ch.mo Prof. Mario CLERICI I SOMMARIO L'invecchiamento è un fenomeno universale, caratterizzato da disfunzioni di processi fisiologici e metabolici, che coinvolge tutti gli organismi e gli organi; per il muscolo cardiaco rappresenta il maggiore fattore di rischio per lo sviluppo di patologie. Tra gli elementi

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... ivi dell'invecchiamento vi è l'eccessiva produzione di radicali liberi (ROS) di origine mitocondriale. A tal proposito, una delle ipotesi più studiate enuncia che i ROS inducono danni al DNA mitocondriale (mtDNA) generando disfunzione cellulare e insufficienza d'organo. I mitocondri, inoltre, sono coinvolti nell'invecchiamento per il delicato bilancio tra i fenomeni mitocondriali di fusione, fissione e autofagia, necessario per il corretto funzionamento cellulare. Con l'obiettivo di comprendere le basi molecolari dell'invecchiamento del muscolo cardiaco in un modello fisiologico d'invecchiamento, sono stati analizzati i profili proteomici con la tecnica 2D-DIGE (two dimensional Differential In Gel Electrophoresis), di cuori di ratto Sprague Dawley di 6, 22 e 30 mesi. Per indagare il ruolo dei mitocondri abbiamo utilizzato: la tecnica dell'immunoblotting su estratto di muscolo totale, per valutare i cambiamenti nella dinamica mitocondriale in corso d'invecchiamento e, successivamente, l'analisi 2D-DIGE sugli estratti di mitocondri isolati con tecniche classiche (centrifugazioni differenziali e gradiente di densità), per lo studio dei profili proteomici di mitocondri subsarcolemmali (SSM) ed intermiofibrillari (IFM). Dai risultati della 2D-DIGE su muscolo cardiaco totale, sebbene le proteine variate siano un numero discreto, la loro variazione in corso di invecchiamento è modesta e non coinvolge le principali proteine del muscolo cardiaco; è possibile quindi associare questo modello ad un invecchiamento di successo, come nel caso dei centenari. In particolare le variazioni interessano alcune proteine le myosin binding protein e la troponina I, l'aldeide deidrogenasi (Aldh2) e alcune serpine, che potrebbero diventare possibili biomarcatori del processo d'invecchiamento. La dinamica mitocondriale in corso d'invecchiamento è risultata alterata con una diminuzione della fissione, un aumento della fusione e una diminuita attivazione dell'autofagia, sebbene pare vi sia una attivazione protettiva della via non-canonica dell'autofagia (aumento di LC3). Inoltre è stato osservato che in corso d'invecchiamento si ha un aumento della sirtuina 3, la quale difende l'mtDNA dai ROS mitocondriali, e della CypD, la quale favorisce l'apertura del mitochondrial permeability transition pore (mtPTP), con effetto deleterio per la cellula. I cambiamenti, che risultano essere protettivi per l'invecchiamento, sembrano in linea con un'ipotesi di un invecchiamento di successo, in presenza comunque di una cospicua alterazione della dinamica mitocondriale. Dai risultati della proteomica mitocondriale differenziale si è riscontrata un'incongruenza con i risultati della proteomica del tessuto, soprattutto per l'andamento delle proteine della catena respiratoria nell'invecchiamento. Per evitare di trarre conclusioni errate si è verificata l'integrità dei mitocondri