RICERCA ITALIANA     

DIAGNOSTICA BIO-MOLECOLARE E TERAPIE INNOVATIVE NELL'INSUFFICIENZA CARDIACA.

Università degli Studi di Palermo

Abstract

Il presente progetto di ricerca si propone di produrre delle ipotesi di lavoro innovative nelle strategie diagnostiche e terapeutiche dell'insufficienza cardiaca.Esso si articolerà nelle seguenti cinque ipotesi molecolari indipendenti ciascuna delle quali sarà affrontato dalle unità operative coinvolte, in parallelo, in fase unica.
1) GENETICA DEI PEPTIDI NATRIURETICI ATRIALI
Obbiettivo di tale progetto sarà quello di caratterizzare il ruolo delle varianti molecolari del proANP/ANP nella progressione dell'insufficienza cardiaca in soggetti in I e II classe NYHA.In tali soggetti si determineranno i valori circolanti di proANP e proBNP (metodica radioimmunoenzimatica) e si estrarrà il DNA genomico per la caratterizzazione delle varianti alleliche.Tutti i soggetti saranno inoltre sottoposti ad un carico salino per valutarne la risposta all'espansione di volume.Le caratteristiche basali, i livelli circolanti di ANP, la risposta al carico salino ed all'espansione di volume verranno correlate al tipo di variante genetica (ANP, BNP ed adrenomedullina) presente nell'individuo.
2)RUOLO PROGNOSTICO DELLE CITOCHINE
Tale progetto si propone di valutare il ruolo del TNFalfa, delle interleuchine e del TGfbeta1 nella comparsa della disfunzione ventricolare sinistra in soggetti ipertesi, diabetici ed obesi e nella progressione dello scompenso cardiaco in soggetti con disfunzione ventricolare sinistra asintomatica.A tale scopo i soggetti reclutati saranno suddivisi in quattro gruppi sulla scorta della presenza o meno di disfunzione ventricolare sinistra (sistolica e/o diastolica).In tutti i soggetti saranno determinerati, all'atto dell'arruolamento e dopo due anni di follow-up i livelli plasmatici dell'IL1 beta, IL6, IL10, TNFalfa, TGFbeta1 (secondo metodiche ELISA)ed il profilo della funzione ventricolare sinistra.
3)RUOLO DEL COMPLEMENTO E DELL'INFIAMMAZIONE NEL DANNO CELLULARE DA ISCHEMIA E RIPERFUSIONE
In tale progetto sarà valutato il ruolo di autoanticorpi diretti contro proteine regolatrici del complemento nella progressione del danno tissutale in pazienti infartuati, affetti da insufficienza cardiaca o da semplice ipertensione.In tali soggetti verranno ricercati autoanticorpi contro Fattore H, C1-INH, C4 binding protein, CD35, CD46, CD55, CD59 nonchè i recettori classici da CR1 a CR4,tramite tecniche immunologiche utilizzando sia anticorpi commerciali sia anticorpi monoclonali di produzione propria.Saranno altresì determinati anticorpi diretti contro la Troponina T e la Creatinchinasi.L'eventuale presenza di anticorpi contro altre componenti del tessuto cardiaco sarà valutata a livello proteomico su animali da esperimento.
4)MECCANISMI DI REGOLAZIONE DELL'ANGIOGENESI
In tale progetto si valuterà il ruolo del sistema nervoso simpatico e dei recettori beta2 adrenergici nella proliferazione delle cellule endoteliali e nella angiogenesi in vitro ed in vivo in modelli animali di ischemia cronica.Saranno utilizzate cellule endoteliali in coltura di derivazione primaria in cui sarà indotta l'iperespressione dei recettori beta adrenergici e si studierà l'attivazione di vie intracellulari in risposta alla stimolazione con agonisti beta adrenergici.Si utilizzeranno come rilevatori la proliferazione cellulare, la migrazione e la sopravvivenza.
5) REALIZZAZIONE DI VETTORI VIRALI PER AUMENTARE L'EFFICACIA DEL GENE TRANSFER E RIDURRE LA RISPOSTA AUTOIMMUNE.
In questa sezione del progetto verranno affrontate i problemi riguardanti l'utilizzo della terapia genica nella patologia cardiovascolare.In particolare, verranno messi a punto dei vettori virali con maggiore durata di azione e minore tossicità, e valutati i vantaggi associati all'utilizzo di tali vettori nel trattamento di una condizione favorente l'insufficienza ventricolare, ovvero l'aterosclerosi. <<<

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Giuseppe LICATA Università degli Studi di PALERMO

Obiettivo del Programma di Ricerca

La disfunzione ventricolare rappresenta la causa determinante della insufficienza cardiaca e dello scompenso. La portata sociale di tale condizione nelle società industrializzate è indicata dalle cifre stimate dal Department of Health indicano che circa 4.600.000 soggetti vengono trattati per scompenso cardiaco negli USA con 550.000 nuovi casi diagnosticati ogni anno. Tale patologia assume le caratteristiche di una epidemia se si va ad osservare la popolazione anziana: Approssimativamente l'80% di tutti i ricoveri per insufficienza cardiaca avvengono in soggetti ultrasessantacinquenni per cui tale patologia rappresenta la principale diagnosi di dimissione in tale fascia di età. Anche i dati sulla mortalità sono estremamente allarmanti dal momento che, sempre negli USA, appprossimativamente 45.000 morti ogni anno sono principalmente causati da tale sindrome che viene anche segnalata come causa concomitante in circa 260.000 decessi. Tale andamento è sostenuto principalmente dall'aumento della sopravvivenza dei pazienti con malattie cardiovascolari (cardiopatia ischemica, dilatativa ed ipertensiva) che ha contribuito al progressivo invecchiamento della popolazione. Il miglioramento della terapia cardiologia a cui abbiamo assistito negli ultimi 30 è sicuramente il frutto della ricerca sperimentale che dal dopoguerra in poi ha portato a conoscenza dei meccanismi di fisiopatologia che determinano l'evoluzione della disfunzione ventricolare. La cardiologia infatti da scienza prevalentemente fisica quale era considerata all'inizio del 1900, in base agli studi di contrattilità che variavano con il carico lavorativo, è successivamente diventata scienze neuro endocrina, con l'identificazione del ruolo dei sistemi nervoso simpatico e vagale, nonché dei meccanismi ormonali mediati da sostanze rilasciate dal cuore (fattori natriuretici) o da altri organi chiave per l'omeostasi cardiocircolatoria (sistema renina angiotensina). I risultati di queste ricerche si sono trasformati nel razionale per l'uso di farmaci chiave nel migliorare la storia della insufficienza ventricolare, quali, i diuretici, gli ACE inibitori, e i farmaci beta bloccanti. Oggi le linee guida delle società internazionali di cardiologia indicano precisamente quale deve essere l'uso dei farmaci nella disfunzione ventricolare, che si articolano su un razionale fisiopatologico. Tuttavia, la ricerca in cardiologia negli ultimi venti anni ha subito un'ulteriore correzione di rotta, che spinge ad identificare i meccanismi molecolari della funzione della parete ventricolare e del miocardiocita,. Obiettivo generale di questa proposta è quindi quello di imboccare il sentiero dell'investigazione molecolare della funzione ventricolare, per rapportare questi meccanismi alla pratica clinica e alla evidenza sul paziente. Per questo motivo, abbiamo messo insieme in questa proposta gruppi che da anni si distinguono per l'eccellente ricerca nel campo della biologia molecolare con applicazione in cardiologia, allo scopo di contribuire alla ricerca e mettere in evidenza nuovi strategie di intervento terapeutico ovvero identificare nuovi determinanti della evoluzione della patologia, indicando nuovi strumenti diagnostici e prognostici
Gli obiettivi della ricerca saranno quindi articolati in 5 punti, ciascuno articolato attorno ad una ipotesi di meccanismo di controllo della funzione ventricolare, basata su evidenze di biologia molecolare:

A) Identificare il ruolo della infiammazione e del complemento nel danno cellulare da ischemia/riperfusione,
B) Valutare il ruolo diagnostico e prognostico dei peptidi natriuretici e delle interleuchine IL-1 beta, IL-6, IL-10, il tumor necrosis factor (TNF) ed il trasforming growth factor beta1 (TGF-beta1) nella disfunzione ventricolare sinistra nei soggetti ad elevato rischio di insufficienza cardiaca quali gli ipertesi, i diabetici e gli obesi e nella progressione dello scompenso cardiaco in pazienti con disfunzione ventricolare sinistra asintomatica.
C) Accertare i meccanismi bioumorali che promuovono la neoangiogenesi nella ischemia cronica al fine di migliorare l'apporto metabolico e la funzione d'organo
D) Affinare metodiche di gene transfer mediante vettori virali per aumentarene l'efficienza e la selettività e determinare la prova di conceto che la terapia genica per patologia cardiovascolare cronica risulta fattibile
E) caratterizzare gli effetti della genetica sulla evoluzione della insufficienza ventricolare con particolare riferimento alle varianti molecolari del proANP/ANP sui livelli circolanti del peptide, sul bilancio idro-elettrolitico e sulla capacita' di gestire un carico salino ed espansione di volume in pazienti affetti da insufficienza cardiaca moderata (NYHA I-II), determinare il contributo di queste varianti molecolari alla progressione di malattia; determinare le possibili interazioni delle varianti molecolari del proANP/ANP con quelle del BNP e dell'adrenomedullina. <<<

Risultati parziali attesi

Il progetto verrà realizzato in una unica fase ad opera di ciascuna unità operativa. Si riconoscono nell'ambito dell'unica fase vari momenti di realizzazione di risultati, alcuni dei quali possono definirsi comuni a ciascuna unità ed altri che invece sono associati all'obiettivo specifico dell'Unità di Ricerca.:
A) messa punto dei protocolli specifici per la ricerca, acquisizione di materiali e metodi, realizzazione dei modelli per le unità di Milano e Napoli, nonché l'arruolamento dei pazienti ad opera delle unità di Palermo e Roma.
B): Unita' di Napoli (Responsabile dr. Iaccarino): identificazione iniziale in vitro del ruolo e dei mecanismi dei beta AR nella proliferazione e migrazione, caratterizzandone la catena di segnali molecolari. Si determinera' quale sottotipo sia piu' espresso e se la stimolazione di sottotipi dei beta AR determina una attivazione della catena di segnali. Inoltre si verifichera' se la stimolazione dei beta AR modula la proliferazione cellulare e la sopravvivenza, impiegando misure di sintesi di DNA e apoptosi. Infine si metteranno a punto con esperimenti preliminari alcuni aspetti cruciali del momento successivo (ischemia cronica arto inferiore) gli esperimenti forniranno indicazioni se sia possibile modulare la risposta all'ischemia cronica con segnali beta AR; se i beta AR siano coinvolti nell'angiogenesi seguente all'ischemia cronica; se sia possibile aumentare con tecniche gentiche la risposta angiogenica beta AR mediata.
C) Unita' di Milano (Responsabile prof. Clivio): Ci aspettiamo di ottenere informazioni riguardanti la presenza e lo stato funzionale sia dei principali regolatori solubili del sistema del complemento (Fattore H, Fattore I, C4-binding protein, FHL-Proteins), sia dei regolatori ancorati alla membrana cellulare (CD35, CD46, CD55, CD59) e delle loro eventuali controparti solubili, rilasciate dalla membrana di cellule danneggiate in soggetti caratterizzati da diverso grado di danno ischemico ed in soggetti ipertesi. Questi dati, confrontati con quelli ottenuti da soggetti normali o comunque normotesi, potranno essere messi in relazione con le osservazioni già effettuate in casi estremi (ischemia) e forniranno indicazioni relative ad una eventuale riduzione dei livelli di proteine che hanno un ruolo protettivo. Inoltre, ci aspettiamo di ottenere informazioni sulla presenza di un'eventuale risposta immunitaria diretta contro il sito attivo dei principali regolatori del sistema complemento, che potrà spiegare i casi di temporanea riduzione dell'efficienza dei sistemi protettivi nel corso del danno ischemico e nelle fasi del processo aterosclerotico. Da queste indagini potranno emergere indicazioni sull'utilità dei regolatori del complemento come marcatori per il monitoraggio dei processi che portano all'insufficienza cardiaca.
Dall'approccio proteomico ci aspettiamo di poter identificare, anche in soggetti con manifestazioni subcliniche di danno tissutale, sia marcatori rilasciati da cellule danneggiate, sia nuovi autoantigeni indicativi di un danno tissutale in corso. La prima parte di questo lavoro, effettuata su animali, permetterà di identificare i principali marcatori nei topi knock-out per proteine regolatrici del complemento. Queste osservazioni verranno utilizzate per verificare l'applicabilità dell'approccio alla patologia umana.
D) Unità di Palermo (Responsabile Prof. Licata): L'eventuale individuazione di relazioni esistenti tra le citochine studiate e l'insorgenza della disfunzione ventricolare sinistra in soggetti a rischio di scompenso e/o la progressione dello stesso potrà migliorare le nostre conoscenze sui meccanismi di insorgenza e di progressione di tale sindrome. Inoltre dai risultati del nostro studio ci aspettiamo di poter individuare sottogruppi di soggetti il cui profilo di rischio per lo scompenso cardiaco risulti delineato in maniera più adeguata. Ciò, a nostro avviso, permetterebbe di poter intraprendere ancor più precocemente adeguate strategie preventive e terapeutiche.
E)Unità di Roma (Responsabile: Prof. Speranza Rubattu) Il presente progetto di ricerca, a nostro avviso, potrà consentire di osservare, in presenza di alterazioni strutturali del gene per l'ANP e, conseguentemente, di alterazioni funzionali del peptide, una diversa modulazione di alcuni fenotipi intermedi di malattia quali la ritenzione idrosalina ed il rimodellamento cardiaco, che svolgono nell'insufficienza cardiaca un ruolo preminente. I risultati del nostro studio potrebbero servire ad individuare, sulla base della configurazione del gene ANP, un marker precoce di disfunzione ventricolare sinistra e di alterato bilancio idroelettrico con importanti risvolti sulla fisiopatologia e sulla evoluzione del quadro clinico. Tali informazioni potranno anche aiutare ad impostare adeguate terapie nei tempi piu' opportuni. In relazione alla caratterizzazione del BNP e dell'adrenomedullina, ci aspettiamo di osservare un loro contributo, quando mutati, nella modulazione del quadro clinico risultante dalla disfunzione ventricolare sinistra. La loro inter-relazione con l'ANP potrebbe rivelarsi critica ed importante ai fini della progressione di malattia. Complessivamente i risultati del nostro progetto di ricerca potranno fornire elementi utili ad una migliore comprensione dei meccanismi molecolari di malattia nell'insufficienza cardiaca, e potranno contribuire a sviluppare nuove procedure diagnostiche, preventive e terapeutiche.
F) Unità di Napoli (Professor Lucio Pastore). I risultati raccolti da questa unità permetteranno l'approfondimento di metodiche di gene transfer attraverso vettori virali in sistemi complessi. In particolare, avremo informazione sulla tossicità precoce e sulla biodistribuzione di vettori virali modificati attraverso mascheramento con zuccheri (PEGilazione). Tale processo dovrebbe sortire il risultato di ridurre l'immunogenicità dei vettori virali. Al fine di valutare questo aspetto, verranno misurati i livelli serici di anticorpi neutralizzanti (NAb) prodotti contro Ad5. L'efficacia della PEGilazione sarà testimoniata da una minore risposta in termini di produzione di anticorpi anti Ad5. La biodistribuzione verrà valutata negli organi isolati, nelle urine e feci, e nel sangue. Ancora una volta, ci attendiamo che l'efficacia della pegilazione consista nella ridotta eliminazione dal circolo dei vettori virali modificati. Infine, la durata di espressione del trangene presente all'interno di vettori PEGilati dovrebbe essere maggiore rispetto ai vettori non PEGilati. <<<

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Le novità della ricerca scientifica in cardiologia negli ultimi 50 anni sono straordinarie. Grazie alla evoluzione delle tecnologie nei processi analitici, scoperte che solo 50 anni fa non erano nemmeno immaginabili hanno approfondito la conoscenza di meccanismi intrinseci della biologia dei cardiomiociti e della parete ventricolare e delle loro alterazioni nella patologia. Durante questi anni, è cambiata anche la metodologia dell'approccio sperimentale in cardiologia. Circa 50 anni fa, gli sperimentatori cercavano di approfondire la conoscenza dei fenotipi attraverso degli studi di fisiologia. Circa 25 anni orsono tale situazione è cambiata radicalmente quando le moderne tecniche di coltura cellulare vennero applicate alla cellule miocardiche e metologie microanalitiche insieme a reattivi più moderni si resero disponibili e permisero la caratterizzazione molecolare dei fenotipi cardiaci e vascolari. La scelta dello studio della insufficienza cardiaca deriva dalle proporzioni epidemiche che questa condizione ha assunto nelle popolazioni occidentali: rappresenta una comune condizione patologica che e' ancora oggi solo parzialmente controllata dalle strategie terapeutiche. Una approfondita conoscenza dei meccanismi responsabili di questa condizione patologica e' necessaria allo scopo di sviluppare nuove procedure diagnostiche, prognostiche e terapeutiche, e, pertanto, allo scopo di ridurre lo sviluppo della malattia dalle fasi iniziali a quelle finali dell'insufficienza congestizia conclamata. Tra i meccanismi eziopatogenetici alla base dell'insufficienza cardiaca vanno considerati anche quelli genetici e molecolari
Meccanismi associati al sistema dei peptidi natriuretici e delle citochine: A tal proposito, negli ultimi 10 anni particolare interesse è stato rivolto alla valutazione del ruolo svolto dai peptidi natriuretici e da alcune citochine sia nella progressione che nella prognosi di tale sindrome. Alcuni studi hanno infatti identificato nel peptide natriuretico di tipo B (BNP), prodotto quasi esclusivamente dalle cellule del miocardio ventricolare in risposta all'aumento di volume e della pressione telediastolica, un marker predittivo di disfunzione preclinica del ventricolo sinistro. Infatti i risultati di alcuni studi recenti hanno mostrato che l'aggiustamento posologico guidato dalla risposta dei livelli ematici di BNP al trattamento è più efficace di quello guidato dalla sola valutazione clinica cardiologica. Tale peptide viene altresì utilizzato nelle aree di emergenza per la diagnosi differenziale tra le dispnee cardiache e le dispnee di altra natura. Sulla scorta di tali dati, le recenti linee guida della Società Europea di Cardiologia hanno introdotto la determinazione del BNP nell'iter diagnostico dello scompenso, indicandone l'esecuzione insieme agli altri esami ematochimici ed all'ECG. Ciò è legato soprattutto alla possibilità di escludere con elevato grado di probabilità la presenza di disfunzione ventricolare in presenza di valori di BNP considerati non elevati. Altri studi hanno inoltre identificato nel Tumor Necrosis Factor(TNF), nelle Interleuchine 1 e 6 (IL1,IL6) altre classi di molecole responsabili dello sviluppo e della progressione dello scompenso cardiaco. Esse infatti si inserirebbero nei complessi meccanismi neuro-ormonali responsabili del rimodellamento ventricolare e della comparsa delle alterazioni precoci della funzione sistolica e diastolica. Alcuni studi, per esempio, indicano che elevati livelli di IL-6 sono predittivi di ridotta sopravvivenza in soggetti scompensati in III classe funzionale NYHA. Per quel che riguarda il Trasforming Growth Factor beta-1 (TGF-beta1) risultati recenti ne hanno sottolineato il ruolo nella genesi dell'ipertrofia ventricolare sinistra, soprattutto a causa delle sue connessioni con il sistema renina-angiotensina-aldosterone. Sono stati inoltre individuati i determinanti genetici responsabili della produzione del TGF-beta1. Trattasi di 7 polimorfismi del gene codificante il TGF-beta1 e, tra essi, è stato dimostrato che l'omozigosi per l'allele ARG-25 si associa ad una più elevata frequenza di malattie cardiovascolari, rispetto a quanto dimostrabile per i soggetti eterozigoti o omozigoti per la PROL-25. Il genotipo Arg-Arg sarebbe altresì responsabile di una più elevata produzione di TGF-beta1.

Meccanismi associati all'Infiammazione e al complemento: L'attivazione del sistema complemento nel corso di una reazione autoimmunitaria sistemica anche subclinica porta a danni tissutali dovuti a lisi diretta delle cellule, a modificazione delle funzioni cellulari e alla formazione di immunocomplessi. Un'attivazione eccessiva della via del complemento causata da difetti genetici o temporanei a carico dei regolatori del complemento può portare a danni tissutali simili a quelli che si riscontrano nelle malattie autoimmuni. Nel corso del danno tissutale si verifica in effetti un'iperattivazione del sistema complemento, che comporta un'amplificazione del danno iniziale avviato dalla produzione anche di piccole quantità di autoanticorpi. E' stato osservato che il "C1-inhibitor", una proteina regolatrice del sistema complemento, riduce in modalità dose-dipendente il danno miocardico in seguito a riperfusione in pazienti infartuati. Nei pazienti trattati con l'inibitore di C1 si osserva una riduzione significativa dei frammenti attivati di C4 e un ritorno più rapido ai valori di base degli enzimi cardiaci Troponina T e creatin chinasi, che sono di norma confinati a livello intracellulare ma che vengono rilasciati in seguito a danno necrotico. Studi analoghi condotti sia in seguito a danno ischemico al sistema nervoso centrale, sia nell'ischemia renale ed intestinale confermano le osservazioni riguardo agli effetti del complemento e attribuiscono un ruolo rilevante al fattore C5a del complemento. Queste osservazioni sono state parzialmente confermate da studi effettuati su animali geneticamente difettivi nella via alternativa del complemento. Topi omozigoti per un deficit del fattore attivante B presentano danni renali significativamente ridotti in seguito a Ischemia/Riperfusione, con una deposizione di C3 ed una infiltrazione da neutrofili estremamente ridotta rispetto a quella riscontrata nei topi wild-type. Uno studio condotto a livello proteomico ha inoltre dimostrato una riduzione del danno necrotico cardiaco e del rilascio di creatin chinasi in seguito ad ischemia e riperfusione in ratti trattati con un inibitore sintetico delle proteasi a serina che blocca la via di attivazione del sistema complemento. Inoltre, si è osservata, in seguito a blocco dell'attivazione del complemento, una migliore preservazione del precursore della superossido-dismutasi. Il danno da ischemia/riperfusione è causato da molteplici meccanismi, tra cui la generazione di radicali liberi dell'ossigeno, la perdita di enzimi ad attività anti-ossidante, e l'infiammazione con infiltrazione di leucociti neutrofili. Le osservazioni qui riportate identificano nel sistema complemento una delle cause scatenanti di questa risposta. E' molto probabile che le sindromi coronariche acute coinvolgano una cascata di eventi fisiopatologici avviati dall'aterosclerosi, dall'infiammazione, con successiva formazione di trombi intravascolari ed ischemia, culminanti nella necrosi cellulare. L'inibizione del sistema complemento per via farmacologica può quindi rallentare la progressione da ischemia cellulare a necrosi. Analogamente, l'instaurarsi di una risposta autoimmunitaria nei confronti di regolatori negativi della via di attivazione del sistema complemento può portare ad una inibizione più o meno rilevante della funzione protettiva di queste proteine, con un conseguente ulteriore danno cellulare. Proponiamo quindi uno studio comparativo, sia nell'uomo, sia in animali "knock-out" per analizzare il ruolo dei fattori attivanti e dei fattori regolatori del comnplemento, allo scopo di valutare l'effettivo contributo del sistema del complemento non solo nel danno da riperfusione, ma soprattutto nelle fasi precoci del processo degenerativo che porta all'insufficienza cardiaca
Meccanismi geneticamente determinati: Il peptide natriuretico atriale (ANP) e' sintetizzato come un precursore (proANP) e successivamente viene clivato per originare peptidi piu' piccoli, quali l'ANP 1-28 dall'estremita' carbossiterminale ed il peptide 1-30 dall'estremita' aminoterminale, chiamato LANP (long acting natriuretic peptide). Uno studio recente eseguito sulla popolazione di Framingham ha dimostrato che i livelli plasmatici di proANP in soggetti apparentemente sani rappresentano un predittore indipendente di rischio per sviluppo di insufficienza cardiaca, fibrillazione atriale ed eventi cardiovascolari quali lo stroke (in maniera indipendente dalla preesistenza di malattia cardiovascolare e di fibrillazione atriale). Queste evidenze estendono il significato fisiopatologico dell'ANP ed aggiungono implicazioni di fattore di rischio per malattie cardiovascolari. Si conoscono forme mutate del peptide proANP/ANP. In particolare, e' stata descritta una mutazione che avviene a livello dell'aminoacido 7 del proANP (Valina sostituita con Metionina) all'interno del LANP; ed una mutazione dello stop codon che porta alla sintesi di un peptide contenente 2 aminoacidi in piu' all'estremita' carbossiterminale. Precedenti studi hanno dimostrato che entrambe queste forme mutate aumentano il rischio di accidente cerebrovascolare da 2 a 4 volte, indipendentemente da altri fattori di rischio per stroke. L'impatto di queste mutazioni sulla funzione cardiaca e sullo sviluppo di insufficienza cardiaca non e' noto. Altri peptidi natriuretici quali il BNP e l'adrenomedullina sono anch'essi correlati alla funzione cardiaca ed i loro livelli aumentano nell'insufficienza cardiaca (2, 12). In particolare, il BNP e' considerato un marker molto sensibile di disfunzione prettamente cardiaca. Si conoscono varianti molecolari anche del BNP e dell'adrenomedullina, ma il loro impatto sulla funzione cardiaca e sullo sviluppo di insufficienza cardiaca nell'uomo non e' conosciuto.

Meccanismi associati all'alterato apporto metabolico:
Nello scompenso cardiaco, l'inadeguato apporto di ossigeno è spesso la causa della disfunzione del miocardio. Tuttavia, anche l'inverso di questo assunto può essere ritenuto spesso vero: le modificazioni strutturali che si verificano nello scompenso cardiaco possono predisporre all'insorgenza di ipossia tessutale, che ulteriormente partecipa alla disfunzione ventricolare. In particolare, l'ipertrofia cardiaca e la tachicardia aumentano la richiesta metabolica, mentre l'apporto è ridotto a causa della disfunzione endoteliale o di altri ostacoli alla diffusione quali la fibrosi, l'iperplasia arteriosa el'ipertrofia del miocita. Un altro fattore che può contribuire è la rarefazione del microcircolo che non cresce in misura adeguata all'ipertrofia del miocardiocita. Tale fenomeno è stato descritto in numerose forme di cardiomiopatia. Questo fenomeno appare dipendente dalla alterata risposta proliferativa dell'endotelio. La disfunzione endoteliale sembra essere determinante nella patogenesi e nella progressione dello scompenso cardiaco. Infatti, da un lato essa determina la mancata vasodilatazione del microcircolo, dall'altra determina il mancato sviluppo della rete microarteriolare, adeguandola alle aumentate richieste metaboliche del miocardio in attivo rimodellamento. Tra i meccanismi che causano tale disfunzione è stato recentemente proposto la mancata attivazione in risposta alla stimolazione recettoriale. Infatti, abbiamo recentemente dimostrato che i recettori adrenergici (AR) beta modulano il rilascio di ossido nitrico per opera dell'endotelio in risposta alle catecolamine e che nell'ipertensione tale risposta è alterata e che può essere corretta inducendo l'iperespressione del beta AR mediante tecniche di terapia genica con adenovirus codificanti per il beta 2 AR. E' possibile speculare che a livello endoteliale i beta AR controllino altre importanti funzioni endoteliali, quali l'angiogenesi e l'arteriogenesi. L'angiogenesi è un fenomeno strettamente associato con la migrazione e la proliferazione delle cellule endoteliali (EC). Durante lo sviluppo embrionale, le EC proliferano rapidamente, formando così nuovi vasi. Durante la vita adulta, al contrario, il turnover delle EC è molto basso, ed una varietà di condizioni patologiche come l'ischemia cronica possono indurre la riattivazione della proliferazione delle EC. I mediatori di tale proliferazione sono stati identificati in una serie di fattori di crescita vascolari che possono a loro volta essere rilasciati in risposta a numerosi intermediari biologici, quali le citochine e le catecolamine. L'angiogenesi è un processo che avviene naturalmente in risposta all'ischemia cronica che possono modificare la storia della malattia coronarica cronica. Il risultato è la formazione di una rete di anastomosi dei vasi ematici che connettono tra loro le tre maggiori arterie coronariche epicardiche, formando un circolo collaterale; ciò è dimostrato da studi angiografici ed autoptici. L'angiogenesi dipende dalla capacità proliferative delle EC. Un ruolo importante nella regolazione della proliferazione delle EC sia in vivo sia in vitro è svolto dal sistema VEGF ma anche altre molecole indipendenti dal sistema VEGF hanno potenzialità mitogeniche sulle cellule endoteliali: infatti, lo stesso ossido nitrico pare sia capace di indurre l'angiogenesi in risposta all'ischemia cronica. Il ruolo del sistema adrenergico nel processo della angiogenesi durante la vita adulta (neoangiogenesi), sebbene mai studiato nell'endotelio, è stato dimostrato nel tessuto adiposo bruno, in cui la stimolazione con noradrenalina causa il rilascio di VEGF attraverso il beta AR ed i suoi secondi messaggero cAMP/PKA. Nel cuore di ratto, inoltre, è stato osservato che il precondizionamento ipossico, una manovra che causa attivazione adrenergica, determina l'aumento della tolleranza all'ischemia cronica attraverso l'induzione della neoangiogenesi. E interessante notare che l'angiogenesi è compromessa sia nell'invecchiamento e nell'ipertensione arteriosa, due condizioni associate con cambiamenti della attività nervosa simpatica e modifiche del signaling dei beta AR. In particolare, in ratti ipertesi, l'angiogenesi è compromessa in risposta all'ischemia cronica dell'arto inferiore. Analogamente, anche i ratti anziani presentano una ridotta tolleranza all'ischemia cronica che può essere ascritta ad una risposta angiogenica compromessa. Sia l'invecchiamento che l'ipertensione traggono beneficio dalle modifiche dello stile di vita: l'esercizio migliora la plasticità neuronale centrale nella funzione di neurotrasmissione GABA ergica che è alterata nell'ipertensione come nella vecchiaia. Analogamente, l'esercizio migliora la funzione endoteliale negli ipertesi, così come nell'invecchiamento, dove migliora anche il signaling dei beta AR a livello vascolare. Quindi, l'esercizio ha un effetto positivo sulle alterazioni del sistema nervoso simpatico indotte sia dall'ipertensione sia dall'invecchiamento, e questo miglioramento è associato alla correzione della disfunzione endoteliale. <<<