Conoscenza di base e prospettive applicative di molecole bioattive da molluschi bivalvi di interesse commerciale: caratterizzazione di lectine, fattori antimicrobici e citotossici

L'evoluzione ha definito e selezionato negli organismi marini strategie per la difesa, l'attacco, l'adattamento, il metabolismo secondario i cui prodotti costituiscono un bagaglio di molecole utilizzabili come prototipo per la progettazione di farmaci finalizzati al miglioramento della salute umana o per applicazioni biotecnologiche in campo campo medico, cosmetico e nutraceutico. I molluschi bivalvi sono organismi relativamente semplici ma presentano un lungo ciclo vitale durante il quale sono costantemente esposti a diversi agenti patogeni o potenzialmente invasivi. Hanno un’implicazione socio-economica in quanto specie di interesse commerciale e sono spesso vettori di malattie infettive per l'uomo. Per mantenere la loro integrità, i mitili si sono adattati al loro ambiente e hanno sviluppato un sistema immunitario di tipo innato molto efficace e costituiscono un potenziale serbatoio di molecole trasferibili in ambito biomedico. Inoltre sono facilmente reperibili e manipolabili, crescono e si riproducono in condizioni di allevamento ed in laboratorio. Risultati relativi alla funzione, modulazione e sulla genetica dei fattori antimicrobici e del lisozima di M. galloprovincialis sono stati già ottenuti dalla nostra unità di ricerca proponente ed incoraggiano la sperimentazione di seguito indicata. Il presente progetto propone infatti di ampliare in chiave molecolare e funzionale le conoscenze di base e valutare anche le prospettive applicative di molecole quali peptidi antimicrobici, lectine e biotossine in Molluschi allevati in acquacoltura (Mytilus edulis e Mytilus galloprovincialis) e bivalvi lessepsiani o indopacifici di rilevata presenza in Mediterraneo centrale (fra cui Brachidontes pharaonis). In particolare, si intende lavorare per la purificazione di Peptidi antimicrobici (AMP), componenti importanti dell’immunità innata contro l'invasione microbica generalmente caratterizzati da piccole dimensioni, da stabilità al calore da un’ attività antibatterica ad ampio spettro, di composti citotossici e di lectine, glicoproteine ​​che operano come molecole di riconoscimento legandosi a materiale non self attraverso opportuni siti di riconoscimento dei carboidrati. I peptidi antimicrobici sono stati scoperti nell' emolinfa e negli emociti dei mitili e sono stati classificati come defensine, mitiline, miticine e mitimicine. Questi composti agiscono su un ampio spettro di organismi microbici o fungini e la loro attività è stata riscontrata anche nei batteri fagocitati. Obiettivi della ricerca saranno pertanto la conoscenza delle funzioni biologiche dei composti individuati nonchè del meccanismo d'azione e la valutazione dell'efficacia terapeutica per giungere all’identificazione dei bersagli molecolari batterici essenziali dai quali partire per disegnare antibiotici innovativi. L'attività antimicrobica sarà infatti caratterizzata su ceppi da collezione e clinici multi-resistenti agli antibiotici. Si stabilirà la rapidità d'azione dei peptidi e la loro capacità di neutralizzare gli effetti di LPS. In relazione all’esperienza del gruppo di ricerca, si procederà con la caratterizzazione biochimica e molecolare dei composti con maggiore attività biologica. L'indagine proposta vuole analizzare, parallelamente, i meccanismi molecolari di base che sottendono all'espressione al funzionamento sia di molecole cardine della immunità umorale che di molecole non coinvolte nella risposta immunitaria. Oltre ai peptidi amntimicrobici, si condurrà la purificazione di altre molecole effettrici fra cui proteine di riconoscimento e di immunomodulazione come le lectine e composti citotossici non convenzionali estratti da tessuti. Le lectine infatti agiscono come molecole di riconoscimento in una grande varietà di sistemi biologici e consentono di identificare batteri, funghi e cellule tumorali, nonchè i relativi cambiamenti delle cellule nel loro ciclo di crescita e divisione e agiscono come op