COX-2 E GADD45 MARCATORI BIOLOGICI DI DANNO DA UVB IN CELLULE DI CUTE

Presentazione sul tema: "COX-2 E GADD45 MARCATORI BIOLOGICI DI DANNO DA UVB IN CELLULE DI CUTE"— Transcript della presentazione:

1 COX-2 E GADD45 MARCATORI BIOLOGICI DI DANNO DA UVB IN CELLULE DI CUTE
Barbara Iovine1, Maria Assunta Bevilacqua1, Giuseppe Monfrecola2, Franco Gasparri3 1Università di Napoli “Federico II”, Dipartimento di Biochimica e Biotecnologie Mediche 2Università di Napoli “Federico II”, Dipartimento di Patologia Sistematica 3Rottapharm|Madaus, Dermo-Cosmetic R&D Division Introduzione Scopo L’esposizione alle radiazioni UV induce numerosi effetti in cellule di cute; danneggia il DNA inducendo la formazione di legami covalenti fra due basi pirimidiniche adiacenti. Una esposizione eccessiva ai raggi solari, senza protezione adeguata, può provocare mutazioni sul DNA, con possibile sviluppo di neoplasie. Inoltre l’attivazione indotta dagli UV della fosfolipasi cellulare porta alla liberazione di acido arachidonico e formazione, attraverso la cascata degli eicosanoidi, di prostaglandine, radicali liberi e proteinasi, fattori responsabili di danno cellulare e degradazione dei componenti della matrice dermica. Lo sviluppo di nuove strategie di prevenzione e protezione nasce dalla comprensione dei meccanismi molecolari alla base del danno indotto dai raggi UV. A tale scopo sono stati analizzati i livelli di espressione di COX-2 (Cicloossigenasi-2) e di GADD45 (Growth Arrest and DNA-Damage inducible) due geni coinvolti rispettivamente nell’infiammazione e nel riparo del danno al DNA. COX-2 è una proteina rapidamente indotta da stimoli pro-infiammatori, come l’esposizione agli UVB in diversi tipi cellulari fra cui i fibroblasti. E’ responsabile della sintesi delle prostaglandine e dei processi infiammatori, GADD-45 è invece coinvolto nella riparazione del DNA, ed è stato definito “sensore di stress” in grado di coordinare la risposta cellulare a molteplici stimoli ambientali. Scopo di questo studio è quello di mettere a punto un metodo in vitro in grado di valutare l’effetto di dosi crescenti di radiazioni UVB sulla espressione di geni coinvolti nei meccanismi di infiammazione e di danno cellulare e di valutare l’effetto protettivo di alcune sostanze. Metodologia Lo studio è stato condotto su fibroblasti umani (BJ-5ta) esposti a dosi crescenti di UVB. La tecnica utilizzata è la Real Time-PCR (Real Time Polymerase Chain Reaction) che consente di quantificare i livelli di espressione di un gene di interesse. I risultati ottenuti hanno messo in evidenza che i livelli di espressione di COX-2 e GADD45 aumentano progressivamente all’aumentare delle dosi UVB somministrate. Con questo approccio sperimentale è stato possibile, inoltre, valutare come sostanze, applicate contestualmente all’irradiazione UV, possano modulare l’espressione genica di COX-2 e GADD45. A tale scopo i fibroblasti di cute sono stati trattati con flavoni estrattivi da Glycine Max (Soja) prima dell’irradiazione con UVB. Risultati Figura 1 Irradiati (UVB) *** ** * Figura 1 Sono stati valutati, tramite Real Time-PCR (Real Time Polymerase Chain Reaction), i livelli di espressione genica di GADD45 e Cox-2 in cellule di fibroblasti umani BJ-5ta irradiate con differenti dosi di UVB da 2,5 a 60 mJ/cm2 rispetto a cellule controllo non irradiate (Ctrl). I livelli di espressione genica hanno un andamento dose-dipendente, con massima attivazione dopo una irradiazione di 60 mJ/cm2. Tutti i valori rappresentano la media ± DS di 3 esperimenti. *p<0.05, **p<0.001, ***p< Figura 2 Irradiati (UVB) Figura 2. Riporta la vitalità cellulare (SaggioTrypan Blue) delle cellule utilizzate nella sperimentazione (fibroblasti umani BJ-5ta) esposte a dosi crescenti di radiazioni UV. E’ stata così identificata una dose di irradiazione massima di UVB pari a 60 mJ/cm2 in grado di provocare un elevato danno al DNA, pur mantenendo una sufficiente vitalità del sistema cellulare. Tutti i valori rappresentano la media di tre esperimenti Irradiati (UVB) Figura 3 *** ** °°° Figura 3. Sono riportati i risultati della Real Time-PCR (Real Time Polymerase Chain Reaction). I flavoni estrattivi da Glycine Max (Soja), applicati contestualmente all’irradiazione UVB, evidenziano una capacità di modulare l’espressione genica di COX-2 e GADD45. Alle concentrazioni testate di estratto si osserva come iI trattamento con Glycine Max sia in grado di mantenere i livelli di espressione di COX-2 e GADD45 a valori comparabili con il controllo irradiato e non trattato. Tutti i valori rappresentano la media ± DS di 3 esperimenti. *p<0.05, **p<0.001, ***p<0.0001, °°°p<0.0001 Conclusioni In conclusione i risultati ottenuti hanno dimostrato che i livelli di espressione di COX-2 e GADD45 possono essere considerati dei parametri di valutazione del danno UVB indotto ed evidenziano come i flavoni estrattivi da Glycine Max presentino interessanti proprietà citoprotettive, utilizzabili nella prevenzione dei danni cutanei causati dall’esposizione a radiazioni solari Poster N°66

2 COX-2 E GADD45 MARCATORI BIOLOGICI DI DANNO DA UVB IN CELLULE DI CUTE
Barbara Iovine1, Maria Assunta Bevilacqua1, Giuseppe Monfrecola2, Franco Gasparri3 1Università di Napoli “Federico II”, Dipartimento di Biochimica e Biotecnologie Mediche 2Università di Napoli “Federico II”, Dipartimento di Patologia Sistematica 3Rottapharm|Madaus, Dermo-Cosmetic R&D Division Introduzione Scopo L’esposizione alle radiazioni UV induce numerosi effetti in cellule di cute; danneggia il DNA inducendo la formazione di legami covalenti fra due basi pirimidiniche adiacenti. Una esposizione eccessiva ai raggi solari, senza protezione adeguata, può provocare mutazioni sul DNA, con possibile sviluppo di neoplasie. Inoltre l’attivazione indotta dagli UV della fosfolipasi cellulare porta alla liberazione di acido arachidonico e formazione, attraverso la cascata degli ecosanoidi, di prostaglandine, radicali liberi e proteinasi, fattori responsabili di danno cellulare e degradazione dei componenti della matrice dermica. Lo sviluppo di nuove strategie di prevenzione e protezione nasce dalla comprensione dei meccanismi molecolari alla base del danno indotto dai raggi UV. A tale scopo sono stati analizzati i livelli di espressione di COX-2 (Cicloossigenasi-2) e di GADD45 (Growth Arrest and DNA-Damage inducible) due geni coinvolti rispettivamente nell’infiammazione e nel riparo del danno al DNA. COX-2 è una proteina rapidamente indotta da stimoli pro-infiammatori, come l’esposizione agli UVB in diversi tipi cellulari fra cui i fibroblasti. E’ responsabile della sintesi delle prostaglandine e dei processi infiammatori, GADD-45 è invece coinvolto nella riparazione del DNA, ed è stato definito “sensore di stress” in grado di coordinare la risposta cellulare a molteplici stimoli ambientali. Scopo di questo studio è quello di mettere a punto un metodo in vitro in grado di valutare l’effetto di dosi crescenti di radiazioni UVB sulla espressione di geni coinvolti nei meccanismi di infiammazione e di danno cellulare e di valutare l’effetto protettivo di alcune sostanze. Metodologia Lo studio è stato condotto su fibroblasti umani (BJ-5ta) esposti a dosi crescenti di UVB. La tecnica utilizzata è la Real Time-PCR (Real Time Polymerase Chain Reaction) che consente di quantificare i livelli di espressione di un gene di interesse. I risultati ottenuti hanno messo in evidenza che i livelli di espressione di COX-2 e GADD45 aumentano progressivamente all’aumentare delle dosi UVB somministrate. Con questo approccio sperimentale è stato possibile, inoltre, valutare come sostanze, applicate contestualmente all’irradiazione UV, possano modulare l’espressione genica di COX-2 e GADD45. A tale scopo i fibroblasti di cute sono stati trattati con flavoni estrattivi da Glycine Max (Soja) prima dell’irradiazione con UVB. Risultati Figura 1 Irradiati (UVB) *** ** * Figura 1 Sono stati valutati, tramite Real Time-PCR (Real Time Polymerase Chain Reaction), i livelli di espressione genica di GADD45 e Cox-2 in cellule di fibroblasti umani BJ-5ta irradiate con differenti dosi di UVB da 2,5 a 60 mJ/cm2 rispetto a cellule controllo non irradiate (Ctrl). I livelli di espressione genica hanno un andamento dose-dipendente, con massima attivazione dopo una irradiazione di 60 mJ/cm2. Tutti i valori rappresentano la media ± DS di 3 esperimenti. *p<0.05, **p<0.001, ***p< Figura 2 Irradiati (UVB) Figura 2. Riporta la vitalità cellulare (SaggioTrypan Blue) delle cellule utilizzate nella sperimentazione (fibroblasti umani BJ-5ta) esposte a dosi crescenti di radiazioni UV. E’ stata così identificata una dose di irradiazione massima di UVB pari a 60 mJ/cm2 in grado di provocare un elevato danno al DNA, pur mantenendo una sufficiente vitalità del sistema cellulare. Tutti i valori rappresentano la media di tre esperimenti Irradiati (UVB) Figura 3 *** ** °°° Figura 3. Sono riportati i risultati della Real Time-PCR (Real Time Polymerase Chain Reaction. I flavoni estrattivi da Glycine Max (Soja), applicati contestualmente all’irradiazione UVB, evidenziano una capacità di modulare l’espressione genica di COX-2 e GADD45. Alle concentrazioni testate di estratto si osserva come iI trattamento con Glycine Max sia in grado di mantenere i livelli di espressione di COX-2 e GADD45 a valori comparabili con il controllo irradiato e non trattato. Tutti i valori rappresentano la media ± DS di 3 esperimenti. *p<0.05, **p<0.001, ***p<0.0001, °°°p<0.0001 Conclusioni In conclusione i risultati ottenuti hanno dimostrato che i livelli di espressione di COX-2 e GADD45 possono essere considerati dei parametri di valutazione del danno UVB indotto ed evidenziano come i flavoni estrattivi da Glycine Max presentino interessanti proprietà citoprotettive, utilizzabili nella prevenzione dei danni cutanei causati dall’esposizione a radiazioni solari Poster N°66