Titolo della tesi: Investigating the impact of vitamin B6 deficiency on tumour development and metabolic homeostasis in Drosophila melanogaster
La vitamina B6, nella sua forma attiva piridossal 5’-fosfato (PLP), è un cofattore essenziale richiesto per oltre cento reazioni enzimatiche coinvolte nel metabolismo degli amminoacidi, dei carboidrati e dei lipidi, nonché nei percorsi del carbonio singolo e antiossidanti. Nonostante il suo ruolo fondamentale nell’omeostasi cellulare, le conseguenze biologiche della carenza di vitamina B6 rimangono ancora parzialmente comprese, in particolare nel contesto dell’instabilità genomica e della suscettibilità al cancro.
L’obiettivo di questo lavoro è stato indagare come la carenza di PLP influenzi l’integrità metabolica e genomica in Drosophila melanogaster, ed esplorare se tali perturbazioni possano interagire favorendo processi tumorigenici.
Nella prima parte dello studio, è stato utilizzato il modello tumorale Rasv12 per testare l’ipotesi che la carenza di vitamina B6 promuova la malignità tumorale. L’inibizione farmacologica della sintesi del PLP mediante 4-deossipiridossina (4DP) o gingkotossina (GT) ha cooperato con la forma oncogenica di Ras nel convertire iperplasie benigne in tumori maligni invasivi. La carenza di PLP ha aumentato le dimensioni dei tumori e promosso un comportamento metastatico, come indicato dalla rottura della membrana basale e dall’aumentata espressione di Mmp1. Analisi molecolari hanno rivelato livelli elevati di specie reattive dell’ossigeno (ROS), ridotta attività dell’enzima PLP-dipendente serina idrossimetiltransferasi (SHMT) e la formazione di aberrazioni cromosomiche (CABs), indicando che lo stress ossidativo e l’alterazione della biosintesi del dTMP contribuiscono all’instabilità genomica.
La supplementazione con antiossidanti o dTMP ha parzialmente compensato sia i fenotipi cromosomici sia quelli tumorali, suggerendo un legame meccanicistico tra squilibrio redox, metabolismo dei nucleotidi e progressione tumorale.
Nella seconda parte, la profilazione metabolomica basata su risonanza magnetica nucleare (NMR) è stata applicata per caratterizzare le alterazioni metaboliche sistemiche indotte dalla carenza di vitamina B6 in larve wild-type. L’analisi ha mostrato un aumento significativo di amminoacidi a catena ramificata e aromatici, glicina e glucosio-1-fosfato, accompagnato da una riduzione globale dei lipidi, inclusi fosfolipidi e trigliceridi. Questi cambiamenti sono coerenti con una ridotta attività di aminotransferasi, decarbossilasi ed enzimi della sintesi lipidica dipendenti dal PLP, indicando una profonda riprogrammazione metabolica in condizioni di carenza di PLP. Le alterazioni osservate rispecchiano i profili metabolici descritti nel diabete, nella resistenza insulinica e nel cancro, rafforzando la rilevanza fisiologica di questo modello.
Complessivamente, i risultati di questa tesi suggeriscono che la carenza di vitamina B6 possa generare un ambiente cellulare in cui squilibrio metabolico e instabilità genomica si intersecano favorendo la trasformazione oncogenica. Sebbene siano necessari ulteriori studi per stabilire la causalità e i meccanismi specifici nei diversi tessuti, questo lavoro pone in evidenza Drosophila melanogaster come un modello potente per studiare come la carenza di micronutrienti possa collegare metabolismo, regolazione redox e integrità del genoma influenzando la suscettibilità alle malattie e lo sviluppo del cancro.