RICERCA ITALIANA     

Ruolo fisiopatologico di poli(ADPR)polimerasi (PARP) e sue implicazioni terapeutiche.

Università degli Studi di Napoli "Federico II"

Abstract

L’organizzazione di una rete nazionale di unità di ricerca interessate allo studio della poli(ADP-ribosilazione) potrà migliorare il loro contributo alla comprensione, delle implicazioni fisio-patologiche della reazione di poli(ADP-ribosilazione). La natura pleiotropica dei processi biologici e dei meccanismi in cui la poli(ADPribosilazione) é coinvolta richiede approcci multidisciplinari che derivano da azioni congiunte di diversi gruppi di ricerca. I gruppi di ricerca partecipanti a questo progetto nazionale hanno una riconosciuta esperienza nei settori della biochimica, biologia molecolare e farmacologia che si affiancherà nello svolgimento del progetto sia per quanto riguarda le metodologie sperimentali che la conoscenze scientifiche. Tramite un’azione sinergica verranno analizzati i meccanismi con cui le poli(ADP-ribosio)polimerasi (PARP-1, PARP-2) e la poli(ADP-ribosio)glicoidrolasi (PARG) agiscono nella segnalazione del danno al DNA e nella modulazione della trascrizione genica, utilizzando metodologie innovative (RNAi, microarray di DNA e proteine, proteomica, risonanza plasmonica di superficie) che sono in uso nei diversi laboratori. Inoltre, il progetto prevede lo studio del coinvolgimento di PARP-1 nell’angiogenesi tumorale e nella crescita e progressione del tumore nonché lo studio del potenziale uso degli inibitori di PARP in combinazione inibitori dell’angiogenesi e chemioterapici.
Infine, le singole unità hanno allo studio diverse patologie (cancro >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Pierina Maria Quesada Università degli Studi di NAPOLI "Federico II"

Obiettivo del Programma di Ricerca

I principali obiettivi della ricerca qui proposta sono: 1) la comprensione a livello molecolare delle implicazioni fisio-patologiche della reazione di poli(ADP-ribosilazione); 2) la definizione del potenziale ruolo della inibizione delle poli(ADP-ribosio)polimerasi 1 e 2 (PARPs) della poli(ADP-ribosio)glicoidrolasi (PARG) in diverse strategie terapeutiche.
Le PARPs e la PARG, grazie alla versatilità del loro meccanismo d’azione ed in modo concertato, svolgono un ruolo pleiotropico sia come segnalatori dei livelli di lesione del DNA a effettori a valle, sia come modulatori dell’espressione genica in risposta a specifici segnali cellulari. Verrà quindi preso in esame il ruolo di tali enzimi come componenti dei macchinari enzimatici adibiti alla riparazione del DNA, e dei complessi promotori/enhancer adibiti alla regolazione della trascrizione. Inoltre, il coinvolgimento di PARPs e PARG nell’infiammazione é stato descritto in numerosi studi ma non é ancora chiaro il meccanismo molecolare che vi sottende, mentre l’uso di inibitori di PARP-1 come adiuvanti chemioterapici é ormai in fase preclinica per certe combinazioni di farmaci. Ci si propone quindi di approfondire il ruolo della poli(ADP-ribosilazione) in situazioni di stress genotossico e patologie infiammatorie quali asma e diabete. In particolare nelle patologie cancro, diabete, asma, già oggetto di studio dei singoli gruppi, si valuterà l’efficacia terapeutica dell’inibizione per via farmacologica o mediante >>>

Risultati parziali attesi

L'obiettivo finale comune é rappresentato dallo sviluppo di strategie preventive o terapeutiche che si basino sulla regolazione dell'azione degli enzimi poli(ADP-ribosilanti). Gli sforzi comuni saranno diretti alla definizione dell'efficacia terapeutica dell'inibizione di PARP in patologie quali il cancro, l'asma ed il diabete.
Ci si aspetta di ottenere un avanzamento delle conoscenze circa:
•il chemiopotenziamento da inibizione/silenziamento di PARP/PARG di farmaci citotossici in cellule di melanoma, glioma e seminoma;
•il ruolo di PARP-1 nell’angiogenesi associata al tumore e nella crescita e progressione tumorale;
•il potenziamento da inibizione/silenziamento di PARP dell'azione anti-tumorale di composti anti-angiogenici;
•il ruolo predittivo di PARP-1 nel diabete di tipo 2;
•il ruolo di inibitori di PARP-1 nell'attivazione trascrizionale e nell'espressione genica correlate all'insorgenza dell'asma.

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Negli ultimi anni é stato indirizzato un crescente interesse allo studio della reazione di poli(ADP-ribosilazione) allo scopo di spiegare il ruolo fisio-patologico degli enzimi poli(ADPR)polimerasi (PARPs) e poli(ADPR)glicoidrolasi (PARG) e la potenzialità della loro modulazione in diverse strategie preventive e terapeutiche. Le conoscenze più recenti e rilevanti nel campo sono riportate nel libro edito da Burkle A. 2006 per Landes-Bioscience, col contributo di gruppi di ricerca di differenti paesi.
In breve, la super-famiglia di enzimi PARP comprende ad oggi 17 membri e ciò indica un alto livello di complessità nella definizione del sistema di poli(ADP-ribosilazione) delle proteine. Tuttavia, tutti gli enzimi PARP condividono le principali caratteristiche catalitiche, quali il substrato beta-NAD, il prodotto poli(ADP-ribosio) (PAR), mentre può differire la natura delle proteine accettrici (le PARPs stesse, istoni, enzimi nucleari, fattori di trascrizione etc). Le due forme di PARP meglio caratterizzate, PARP-1 e PARP-2, co-operano in vie di segnalazione tramite diversi meccanismi d’azione: 1) modificazione covalente delle proteine accettrici; 2) interazione non-covalente del PAR legato alle PARPs con proteine bersaglio; 3) coinvolgimento in complessi multi-proteici.
Tramite uno o più di questi meccanismi d’azione le PARPs giocano un ruolo come regolatori chiave della riparazione e trascrizione del DNA. Ad esempio, é stato dimostrato il loro coinvolgimento >>>