RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

Malattie allergiche e immunologiche negli atleti

Università di riferimento

Consiglio Nazionale delle Ricerche - ()

Responsabile dell'Unità di ricerca

Monica Rinaldi

Descrizione

Come descritto nella sezione “Stato dell’arte”, vi sono diversi fattori che possono influire sulla modulazione neuro-immuno-endocrina negli atleti di elite. La nostra Unità operativa intende approfondire il ruolo degli ormoni dello stress (catecolammine), dell’NGF e dei farmaci beta2-agonisti, tutti fattori per i quali è stato dimostrato un importante ruolo nella modulazione del sistema immunitario.
1. Variazione delle citochine immunoregolatorie in atleti di elite
I meccanismi della immunosoppressione indotta dall’esercizio fisico e le relative complicazioni non sono stati ancora chiariti. L’obiettivo di questa parte del programma è quello di approfondire i meccanismi dell’immunomodulazione indotta dagli ormoni dello stress che possono contribuire alla immunosoppressione negli atleti di elite. E’ noto che tali ormoni possono indurre la sovraespressione delle interleuchine (IL) IL-6, IL-18 e della proteina C-reattiva (CRP), coinvolte nella immunoregolazione e nella fase acuta della risposta immunitaria (10). Molti dei dati attuali derivano da studi in vitro o su animali, mentre poco e’ noto riguardo la regolazione di queste citochine in relazione allo stress indotto dall’esercizio fisico intenso e prolungato negli atleti di elite. Noi ipotizziamo che l’aumento degli ormoni dello stress durante allenamenti intensivi induca un aumento delle citochine sopra citate.
Lo studio prevede le seguenti fasi:
- Raccolta di sangue periferico e di saliva dagli atleti in condizioni normali, 1 giorno e un’ora prima, a riposo, e 1, 2, 3 e 6 ore dopo l’esercizio fisico.
- Analisi attraverso saggi ELISA dei livelli di IL-6, IL-18 e CRP nel siero e nella saliva degli atleti.
- Analisi dei livelli degli ormoni dello stress (cortisolo e catecolamine) negli stessi campioni prelevati agli stessi tempi sperimentali.

2. Variazione dell’NGF in atleti di elite
Questo studio si propone in primo luogo di confermare i dati riguardanti un aumento dei livelli serici di NGF (11) in un campione di atleti di elite più numeroso, reclutando i partecipanti tra gli atleti della squadra Olimpica Italiana.
In secondo luogo si intende studiare i parametri immunologici di questi atleti professionisti, valutando con la citometria di flusso il livello delle cellule Treg, Th1, Th2, Natural killer ed evidenziare l’eventuale correlazione di questi parametri con i livelli di NGF nei corrispondenti campioni ematici. Inoltre agli stessi soggetti verrà sottoposto un questionario per valutare l’incidenza generale di infezioni, in particolare a carico delle alte vie respiratorie, nell’anno passato; parallelamente sarà analizzata anche la prevalenza di allergopatie respiratorie. Infine sarà valutata la qualità di vita di questi soggetti mediante questionario standardizzato specifico per gli atleti con particolare riferimento all’influenza di eventuali patologie infettive sulla loro vita professionale.

3. Effetti dei farmaci beta2-agonisti su cellule del tessuto muscolare scheletrico e sui fattori immunomodulatori
Il primo obiettivo di questa parte del progetto sarà correlare i dati ottenuti sull’espressione delle citochine e dell’NGF con l’uso di farmaci beta2-agonisti a breve e lunga durata (short- and long-acting beta2-adrenergic, SABA e LABA).
Inoltre, valuteremo i risultati della somministrazione di tali farmaci sulle cellule muscolari scheletriche dove è noto che esercitano effetti anabolici.
Come modello sperimentale verrà usata la linea cellulare murina C2C12, che in vitro ricapitola gli stadi differenziativi delle cellule muscolari in vivo. Le cellule (mioblasti) verranno seminate a bassa densità in un terreno di crescita necessario a farle proliferare; quando avranno raggiunto la giusta densità, il terreno di crescita verrà sostituito con quello differenziativo necessario per il raggiungimento del fenotipo muscolare maturo (miotubi). La transizione verso lo stato differenziato verrà monitorata sia morfologicamente che dal punto di vista molecolare attraverso l’analisi per PCR quantitativa dei tipici marcatori molecolari del ciclo cellulare (p21, ciclina D1) e del differenziamento muscolare (miogenina).
Il programma sarà articolato seguendo le seguenti fasi:
- Analisi dell’espressione dei recettori beta-adrenergici di tipo 1 e di tipo 2 sulle cellule muscolari scheletriche a diversi stadi di differenziamento attraverso PCR quantitativa.
- Trattamento delle cellule muscolari con salbutamolo (SABA) e clenbuterolo, formoterolo e salmeterolo (LABA) a diverse dosi. Questa fase del programma servirà a verificare l’esistenza di un effetto dose-risposta e a definire la dose farmacologica alla quale si osservano i maggiori effetti sulle cellule muscolari.
- Analisi dell’espressione dei recettori beta-adrenergici di tipo 1 e di tipo 2 a seguito dei trattamenti con i farmaci sopra indicati attraverso PCR quantitativa per studiare la modulazione dell’espressione di entrambe le classi di recettori da parte dei loro ligandi.
- L’espressione dell’NGF e del suo recettore ad alta affinità durante il differenziamento del nostro modello cellulare.
- La modulazione del recettore dell’NGF a seguito di trattamento con farmaci beta2-agonisti e, viceversa, la modulazione dell’espressione dei recettori beta2-adrenergici a seguito di trattamento delle cellule con NGF. Sarà così possibile capire se l’uso (o l’abuso) di tali farmaci possa influenzare la responsività del tessuto muscolare all’NGF che è negli atleti risulta sovraespresso. Sarà possibile, inoltre, capire se l’esercizio fisico, che determina l’aumento dell’espressione di vari fattori neuroendocrini (tra cui l’NGF), possa alterare la responsività di alcuni tessuti a tali farmaci aumentando i rischi di effetti collaterali.