RICERCA ITALIANA     

Genomica e proteomica del remodeling cardio-vascolare

Università degli Studi di Milano

Abstract

L'enorme progresso nella prevenzione della morbilità e della mortalità in cardiologia non ha fornito sufficienti conoscenze degli eventi a livello molecolare e cellulare.La decodificazione dei genoma ha stimolato lo studio del transcriptoma nei cardiomiociti e nei tessuti esposti a stress fisico o ipossia. In questo progetto grande importanza sarà attribuita all'espressione di RNA in orientamento antisenso. Le osservazioni iniziali indicano che in un numero crescente di geni esista una regolazione mediata da RNA naturali in orientamento antisenso(asRNA) codificati in cis dal filamento non codificante. Gli asRNA formerebbero regioni di RNA duplex con i trascritti canonici contribuendo a regolare l'espressione genica. Le regioni duplex riguardano in particolare domains regolatori non trascritti e l'azione è forse prevalentemente nel citoplasma e nei processi del metabolismo dell'RNA.
Lo studio prevede una fase di data mining, storage, validazione mediante Real Time PCR e preparazione di chips per studi di microarrays. L'analisi dell'espressione di asRNA in cardiomiociti normali sarà confrontata con le modificazioni indotte da stress ipossico o da condizioni patologiche.
A livello biologico, opposte cascate metaboliche, morte programmata (PCD) o crescita-proliferazione cellulare saranno studiate nelle malattie cardiache. I miociti cardiaci possono subire PCD in risposta ad ipossia o in seguito a privazione degli elementi nutritivi o possono crescere e >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Angelo Nicolo' NICOLIN Università degli Studi di MILANO

Obiettivo del Programma di Ricerca

L'obiettivo di questo programma integrato è raggiungere nuove conoscenze sugli eventi molecolari e cellulari alla base di alcuni disordini cardiovascolari. I risultati saranno utilizzati per sviluppare nuovi composti e programmi per la prevenzione e la terapia. Con metodi genomici e proteomici si studieranno i cardiomiociti ed i tessuti cardiovascolari nelle condizioni sperimentali di stress in modelli delle patologie allo studio.
Il progetto principalmente mette a fuoco gli eventi molecolari, cellulari e funzionali associati alle condizioni metaboliche o meccaniche che conducono alla crescita, alla proliferazione o alla morte le componenti cellulari delle pareti cardiache ed arteriose.
L'espressione e le alterazioni dei messaggeri piu' significativi, i fini meccanismi che regolano le principali cascate chinasiche attivate da condizioni di ipossia o da insulto fisico, valutazioni morfologiche e funzionali dei danni alle arterie da manovre meccaniche contribuiranno a comprendere i meccanismi reattivi ed individuare potenziali bersagli farmacologici.
Sono già stati utilizzati con successo rapamicina, taxani, oligonucleotidi antisenso negli studi clinici per controllare le ristenosi indotte da interventi angioplastici o dal posizionamento di stent. Terapie e programmi innovativi miglioreranno il controllo dei meccanismi di iperproliferazione che conducono alla stenosi dell'arteria ed alla restenosi coronarica o regoleranno la plasticità del cardiomiocita >>>

Risultati parziali attesi

· UO Borsani
Identificazione di ncRNA ed asRNA in cellule HL-1.
Validazione molecolare dei trascritti di maggior interesse.
Database di trascritti ncRNA (ncHL-1 database) e asRNA (asHL-1 database).
Lo studio, molto innovativo, aprirà le basi per lo studio della regolazione genica in cardiologia ed in alcune forme di patologia cardiovascolare. Ne potrà derivare la possibilità di riparare molecole difettose di acidi nucleici o proteine e stimolare la produzione di RNA terapeutici per una varietà di cardiopatie.

· UO Galderisi
Analisi mediante microarray del profilo di espressione dei geni che controllano proliferazione, differenziamento e PCD di HL-1 e cellule muscolari lisce vascolari (VSMCs).
Controllo di c-myc con asODN.
Disegno di ODNs e siRNA per RNA rilevanti ottenuti dagli studi di microarray.
I dati del profilo di espressione daranno un grosso contributo all'analisi molecolare ed alla comprensione dei meccanismi che caratterizzano il processo di stenosi. Soprattutto, questi dati indicheranno i potenziali target su cui intervenire con mezzi farmacologici e farmacogenomici.

· UO De Feo
Modello di insulto chirurgico e remodeling vascolare.
Analisi istologica e citologica dell'insulto chirurgico.
Il modello proposto, più semplice ed economico di quelli già riportati in letteratura, è in grado di indurre remodeling vascolare e stenosi e può essere utilizzato per >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Le malattie cardiovascolari rimangono la prima causa di morte nonostante i grandi successi della prevenzione e della terapia. Malgrado la drammatica riduzione della mortalità per infarto in fase acuta, la morbidità e la mortalità post-infarto è purtroppo ancora molto elevata. I meccanismi sembrano risiedere essenzialmente nel rimodellamento patologico della parete ventricolare e di quella coronarica che condizionano l’evoluzione verso l’insufficienza cardiaca.
Solo negli ultimi anni l’attenzione della ricerca si è concentrata sull’analisi dei meccanismi cellulari e molecolari alla base del rimodellamento. Questo aspetto è molto rilevante considerando la scarsa efficacia dei presidi oggi disponibili. Notevoli progressi sono stati realizzati anche nell’analisi dei meccanismi molecolari alla base della restenosi che avviene nel 20-40% dei pazienti sottoposti ad angioplastica (PTCA) e nel 30-50% dei pazienti sottoposti a bypass coronario.
Il sequenziamento del genoma e l’era post-genomica hanno già prodotto piattaforme informatiche per l’analisi di espressione differenziale, la loro validazione ed archiviazione.
Il rimodellamento della parete ventricolare imposto dallo stress emodinamico determina l’attivazione di programmi genomici responsabili dell’ipertrofia e del rilascio di fattori umorali. Un approccio genomico e proteomico costituirà la base tecnologica del progetto. Patologie sperimentali saranno studiate in ratti e topi opportunamente selezionati >>>