Dottorato in MEDICINA SPERIMENTALE

Titolo della tesi: Ruolo dell’autofagia nello sviluppo di danno vascolare indotto da diabete

Background. Le malattie cardiovascolari hanno raggiunto proporzioni epidemiche rilevanti nella popolazione e rimangono la principale causa di morte a livello mondiale. La patologia diabetica si attesta tra i fattori di rischio parzialmente modificabili più gravosi per le patologie cardiovascolari esplicando il suo ruolo dannoso a livello endoteliale. Negli ultimi anni, un ruolo sempre più rilevante è attribuito al processo autofagico. L’autofagia è un meccanismo di degradazione intracellulare fondamentale per la regolazione dell’omeostasi cellulare che promuove la risposta cellulare adattativa allo stress e rappresentando quindi un nuovo potenziale target terapeutico per prevenire e curare le malattie cardiovascolari. Lo scopo di questo progetto è stato quello di valutare il ruolo dell’autofagia nell’insorgenza della disfunzione endoteliale in risposta ad iperglicemia. Materiali e metodi. L’effetto dell’iperglicemia sulla funzione endoteliale è stato testato in vitro per differenti tempi di incubazione su cellule endoteliali umane HUVEC. Sono stati condotti esperimenti di reattività vascolare ex vivo su arterie mesenteriche murine C57BL/6J e porzioni di vene safene umane prelevate da pazienti sottoposti a bypass per arteriopatie croniche degli arti inferiori. La riattivazione dell’autofagia è stata ottenuta mediante overespressione di ATG7, componente chiave del processo autofagico, o attraverso somministrazione di spermidina, attivatore naturale di autofagia. Risultati. L’iperglicemia riduce l’autofagia ed il flusso autofagico nelle cellule endoteliali ed aumenta la massa mitocondriale, indice di ridotta mitofagia. Abbiamo dimostrato inoltre che HUVEC sottoposte a stress non sono in grado di attivare il meccanismo autofagico in presenza di iperglicemia. La riattivazione dell’autofagia mediante overespressione di ATG7 riduce l’apoptosi indotta da iperglicemia e ripristina l’angiogenesi e la biodisponibilità di ossido nitrico. A livello molecolare, in cellule endoteliali trattate con iperglicemia abbiamo riscontrato aumento dei livelli dell’acetiltrasferasi p300, noto inibitore di autofagia. Tale aumento è associato ad aumentati livelli di istone H3 acetilato. Attraverso studi di reattività vascolare abbiamo dimostrato che l’iperglicemia induce disfunzione vascolare in topi wild-type. Tale disfunzione è più marcata in topi con inibizione genetica di autofagia. L’overespressione di ATG7 o la somministrazione di spermidina riducono la disfunzione endoteliale indotta da diabete. Abbiamo dimostrato infine che la somministrazione di spermidina migliora drasticamente la funzione vascolare di vene safene umane. Conclusioni. I nostri dati suggeriscono che la deregolazione dell’autofagia contribuisce alla disfunzione endoteliale indotta dal diabete. La modulazione farmacologica di autofagia, anche attraverso sostanze naturali, può rappresentare un’efficace strategia terapeutica per ridurre il danno vascolare in presenza di stress metabolici.