Dott.ssa Cinzia Perrino

 

Centro di Ricerca

Laboratorio di Cardiologia Molecolare del Dipartimento di Scienze Biomediche Avanzate dell’Università Federico II di Napoli.

Il laboratorio di Cardiologia Molecolare dell’Università Federico II di Napoli utilizza modelli sperimentali in vitro ed in vivo mediante l’utilizzo animali di laboratorio wild-type o transgenici per lo studio di specifici aspetti della fisiopatologia cardiovascolare. Il Dipartimento di Scienze Biomediche Avanzate dell’Università degli Studi di Napoli Federico II dispone di un ampio stabulario per animali di laboratorio, capace di accogliere circa 1.000 topi, in condizioni di sterilità costantemente assicurata da programmi di controllo di qualità con la supervisione di veterinari dedicati. In tale struttura vengono osservate le raccomandazioni nazionali, europee ed internazionali riguardanti la fornitura, l’assistenza e gestione di tutti gli animali in specifici protocolli di ricerca.

 

Nei laboratori di microchirurgia sono riprodotti i seguenti modelli animali di patologia umana:

  1. Modello murino di infarto miocardico e ischemia/riperfusione indotto dalla legatura chirurgica della arteria coronaria discendente, con o senza riperfusione;
  2. Modello murino di ipertrofia cardiaca indotta dal sovraccarico di pressione tramite legatura della aorta toracica trasversa;
  3. Modello murino di ipertrofia cardiaca fisiologica indotta da esercizio fisico tramite nuoto o corsa;
  4. Modello murino di ischemia periferica indotta da legatura dell’arteria femorale;
  5. Modello di danno vasale indotto da catetere a palloncino nel ratto;
  6. Modello nel ratto di ipertrofia cardiaca indotta dal sovraccarico di pressione tramite bendaggio con clip dell’ aorta toracica trasversa;

 

Lo studio non invasivo della funzione cardiaca viene effettuato mediante:

1) ecocardiografia transtoracica bidimensionale e monodimensionale;

2) registrazione elettrocardiografica mediante telemetria;

3) tecniche di medicina nucleare ottimizzate per lo studio del piccolo animale.

 

Lo studio invasivo della funzione cardiaca viene effettuato mediante cateterismo cardiaco con successiva valutazione dei parametri emodinamici e della contrattilità intrinseca del ventricolo sinistro attraverso lo studio delle curve pressione/volume, sia in condizioni basali che dopo induzione di stress di tipo meccanico  che farmacologico.

 

Il laboratorio di Cardiologia Molecolare dell’Università Federico II di Napoli ospita inoltre:

– un laboratorio di istologia ed immunoistochimica attrezzato per l’allestimento di campioni ottenuti da tessuti (cuore, muscoli periferici etc…) inclusi in paraffina o congelati.

– un laboratorio per colture cellulari dotato di cappa sterile ed incubatore.

– un microscopio ottico e a fluorescenza per gli studi in vitro di immunoistochimica e immunofluorescenza.

– un laboratorio per l’effettuazione di saggi biochimici quali western blot, real time-PCR, citofluorimetria a flusso.

 

 

Temi di Ricerca

 

1) Meccanismi molecolari coinvolti nel danno cardiaco post-ischemico;

2) Ruolo delle modificazioni epigenetiche in patologia cardiovascolare;

3) Meccanismi molecolari coinvolti nell’ipertrofia e nello scompenso cardiaco;

4) Meccanismi intracellulari responsabili della proliferazione delle fibrocellule muscolari lisce e della formazione della neointima dopo danno vascolare (angioplastica/stenting);

5) Studio dei meccanismi molecolari coinvolti nell’invecchiamento cardiovascolare;

6) Valutazione delle alterazioni cellulari e molecolari in modelli animali geneticamente modificati di scompenso cardiaco con particolare riguardo allo studio del danno indotto dai radicali liberi dell’ossigeno di origine mitocondriale.

 

Progetti di ricerca

 

1) Effetti del sistema beta-adrenergico e della proteina chinasi A sulla funzione mitocondriale in condizioni di danno miocardico;

2) Ruolo delle proteine ubiquitino-ligasi nello scompenso cardiaco post-ischemico;

3) Effetti del danno al DNA in patologia cardiovascolare;

5) Modificazioni epigenetiche nell’ipertrofia cardiaca indotta dal sovraccarico pressorio;

6) Studio delle modificazioni epigenetiche nello scompenso cardiaco terminale;

7) Ruolo della proteina fratassina nella transizione da ipertrofia cardiaca a scompenso cardiaco.

 

Risultati        

 

Nel corso degli ultimi anni abbiamo studiato il ruolo della disfunzione mitocondriale nello scompenso cardiaco attraverso l’utilizzo di vari modelli sperimentali di ischemia cardiaca e scompenso cardiaco in topi wild-type o geneticamente modificati. In particolare, ci siamo occupati del ruolo della proteina di ancoraggio mitocondriale della proteina chinasi A (A kinase anchor protein 121, AKAP121) nell’ipertrofia ventricolare sinistra e nello scompenso cardiaco. I risultati dei nostri studi suggeriscono che AKAP 121 possa regolare la risposta dei cardiomiociti allo stress e che pertanto la ridotta espressione di questa proteina possa rappresentare un evento importante nell’ambito dello sviluppo della disfunzione cardiaca e nella progressione verso lo scompenso.

Recentemente, abbiamo inoltre studiato con particolare interesse gli effetti avversi dello stress ossidativo e dalla disfunzione mitocondriale, ed analizzato il ruolo della proteina disaccoppiante di tipo 3, membro della superfamiglia delle proteine trasportatrici di anioni a livello mitocondriale con funzione disaccoppiante la respirazione mitocondriale dalla produzione di ATP. In particolare, abbiamo investigato il ruolo svolto dalla delezione del gene codificante tale proteina sulla funzione mitocondriale e la sopravvivenza cellulare in condizioni di ipossia in vitro e di ischemia/riperfusione o dopo infarto miocardico in vivo. Dopo infarto miocardico, abbiamo osservato una più estesa area infartuale, un aumento della mortalità cellulare per apoptosi, una significativa disfunzione respiratoria e una peggiore funzione cardiaca residua negli animali con delezione del gene ucp3 rispetto agli animali di controllo2. Questi studi suggeriscono che la proteina ucp3 regola la produzione di radicali liberi dell’ossigeno e la sopravvivenza cellulare in condizioni di ipossia, modulando così l’area infartuale nei cuori ischemici.

Per quanto riguarda lo studio di nuove strategie farmacologiche nella prevenzione della restenosi post-angioplastica, abbiamo studiato il ruolo del farmaco Quinacrina in un modello sperimentale di restenosi indotta da danno vascolare nel ratto. I nostri risultati hanno portato a concludere che la Quinacrina risulta essere efficace nel ridurre la proliferazione delle cellule muscolari lisce vascolari senza effetti sull’aggregazione piastrinica o funzione endoteliale.

Recentemente abbiamo valutato il ruolo delle modifiche epigenetiche ed in particolare delle modificazioni istoniche nella transizione da ipertrofia cardiaca a scompenso cardiaco. I nostri risultati hanno dimostrato come la regolazione dell’espressione genica di SERCA-2A e della catena pesante della miosina (MHC), proteine con un ruolo cruciale nella regolazione della contrattilità dei cardiomiociti, dipendano dalle modifiche di metilazione degli istoni a livello del promotore dei rispettivi geni.