Dottorato in SCIENZE DELLA VITA

Titolo della tesi: FPR1 inhibition coupled with the restoration of Toll-like receptor 3 activity protects the heart from Doxorubicin-induced cardiomyopathy

Background. La doxorubicina (DOX) è un agente chemioterapico altamente efficace, ma il suo impiego è limitato dalla cardiotossicità dose-dipendente e dagli effetti immunosoppressivi. Il recettore dei peptidi formilati 1 (FPR1) è essenziale per la morte cellulare immunogenica indotta da DOX. Una variante a perdita di funzione di FPR1 (rs867228) attenua questa via di segnalazione e contribuisce ad aumentare la chemioresistenza. Nei modelli murini, l’attivazione del recettore Toll-like 3 (TLR3) tramite l’agonista acido poliinosinico:policitidilico [poly(I:C)] può ripristinare l’attivazione immunitaria in questo contesto. Scopo. Questo studio ha avuto l’obiettivo di valutare se l’inibizione farmacologica o genetica di FPR1, combinata con la stimolazione di TLR3 mediante poly(I:C), possa proteggere dalla cardiomiopatia indotta da doxorubicina (DCM) senza ridurne l’efficacia antitumorale. Metodi. Topi wild-type (WT) e topi con inibizione di FPR1 (knockout o trattati con ciclosporina H, CsH) hanno ricevuto somministrazioni settimanali di DOX (5 mg/kg; dose cumulativa, 15 mg/kg). Ulteriori gruppi hanno ricevuto poly(I:C) e/o CsH tre volte a settimana per sei settimane. La funzione cardiaca è stata valutata mediante ecocardiografia; sono state inoltre condotte analisi istologiche, metabolomiche e proteomiche per esaminare il rimodellamento tissutale e le alterazioni metaboliche. Per valutare il mantenimento dell’attività antitumorale, topi portatori di tumori EO771 sono stati trattati per quattro settimane con DOX ± poly(I:C) ± CsH, monitorando la crescita tumorale e la funzione cardiaca. Risultati. La sopravvivenza a sei settimane è risultata superiore nei topi FPR1-KO trattati con DOX rispetto ai WT (96% vs 70%, p ≤ 0.001, n = 10). La DOX ha ridotto la frazione di accorciamento nei WT (43,1 ± 1,5% vs 29,1 ± 2,1%, n = 7), mentre i topi FPR1-KO sono risultati protetti. La fibrosi miocardica è aumentata nei cuori WT trattati con DOX (1,7 ± 1,1% vs 0,5 ± 0,1%, n = 5), ma non negli FPR1-KO (0,3 ± 0,1%, n = 5). Gli indici apoptotici sono risultati più elevati nei cuori WT trattati con DOX—nuclei positivi al TUNEL (0,4 ± 0,1% vs 0,1 ± 0,05%, n = 8) e caspasi-3 clivata (3,5 ± 1,0 vs 1,5 ± 0,5, n = 5)—ma attenuati nei FPR1-KO. L’attività del complesso mitocondriale IV è diminuita nei WT trattati con DOX (0,2 ± 0,01 vs 0,3 ± 0,03, n = 4), ma è stata preservata negli FPR1-KO (0,3 ± 0,01 vs 0,2 ± 0,01, n = 4). Analogamente, l’integrità del complesso I è risultata ridotta nei WT trattati con DOX (0,5 ± 0,1 vs 1,0 ± 0,04, n = 6), ma stabile negli FPR1-KO (1,0 ± 0,2, n = 6). L’analisi metabolomica ha evidenziato un arricchimento di vie metaboliche alternative e di adattamento allo stress ossidativo nei cuori FPR1-KO trattati con DOX (p ≤ 0.05). L’analisi proteomica ha rivelato disfunzione mitocondriale, infiammazione e reclutamento immunitario nei WT trattati con DOX, assenti negli FPR1-KO (p ≤ 0.05). Nei topi portatori di tumore, la crescita neoplastica a 4 settimane è risultata comparabilmente soppressa dal trattamento con DOX (474 ± 61 mm³) e con pIC + CsH + DOX (554 ± 72 mm³), rispetto al controllo (1412 ± 154 mm³, n = 8). L’ecocardiografia ha mostrato una funzione cardiaca superiore nel gruppo DOX + pIC + CsH rispetto a DOX da solo, con un miglior strain longitudinale globale (GLS, –16 ± 2 vs –9,6 ± 3,5), strain circonferenziale globale (GCS, –19,5 ± 0,5 vs –15,3 ± 3,5), e minori volumi telediastolici (EDV, 24 ± 3 vs 31,6 ± 3,9) e telesistolici (ESV, 7,5 ± 0,5 vs 14,3 ± 1,2), indicando una migliore performance sistolica. Conclusioni. L’inibizione di FPR1 combinata con l’attivazione di TLR3 mitiga la cardiotossicità indotta da DOX preservando la funzione cardiaca e l’integrità mitocondriale, e prevenendo l’infiammazione e il reclutamento di cellule immunitarie. Importante, questa strategia mantiene l’efficacia antitumorale della DOX, offrendo un approccio promettente per dissociare gli effetti cardiotossici dal beneficio terapeutico.