Correlazione tra l'overespressione di Proteine da Shock Termico e l'esercizio fisico nella riduzione della massa tumorale in un modello murino di cachessia

Progetto: Research project

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Le “Heat Shock Proteins” (HSPs) costituiscono un gruppo eterogeneo di molecole con una grande varietà di funzioni, molte delle quali riguardano la risposta allostress e il folding delle proteine. Storicamente le HSPs sono considerate proteine da stess, particolarmente coinvolte nell'assistere le proteine nel loro "folding"naturale e nella correzione di eventuali errori. Il “range” delle funzioni attribuite alle HSPs/chaperone si è enormemente allargato e comprende la partecipazionenella traslocazione delle proteine, della loro degradazione, nella dissoluzione di aggregati proteici patologici, nella regolazione della sintesi proteica, neldifferenziamento cellulare, nella replicazione del DNA, nella traduzione dei segnali cellulari, nella senescenza replicativa e nella cancerogenesi.Recentemente il gruppo di ricerca del Prof. S. Adamo ha messo a punto un modello murino di cachexia in topi BALB/c, e sembra che l'esercizio fisico induca lariduzione della massa tumorale inoculata nella regione dorsale dei topi. E' noto che l'esercizio di endurance induce la overespressione delle HSPs da parte delle fibredel muscolo, ed essendo anche noto che il carcinoma del colon overesprime HSPs, soprattutto HSP60 e HSP70, possiamo ipotizzare che l'espressione concomitantedelle due HSPs da parte del muscolo e dalla massa tumorale nello stesso animale, può indurre una risposta immunitaria contro la massa tumorale stessa.

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La cachessia muscolare è una delle conseguenze di diverse malattie cataboliche tra cui il cancro. Il carcinoma C26 ectopicamente impiantato in topi BALB/crappresenta un buon modello sperimentale per la ricerca sulla cachessia e sullo stesso tumore (Aulino P. et al. submitted). In questo modello numerosi muscolischeletrici in tutto il corpo sono affetti da atrofia muscolare, caratterizzata da atrofia delle fibre muscolari, disorganizzazione della membrana basale, restringimentodella fibra, interruzione del sarcomero e "up-regulation" della "Atrogin-1", una E3 ligasi della ubiquitina muscolo specifica. L'atrofia muscolare osservata da AulinoP. et al. (submitted) può essere indotta da un effetto diretto delle citochine circolanti, la degradazione mediata dal proteasoma di proteine ubiquitinate, autofagia e dialterazioni nel complesso della distrofina.I risultati preliminari effettuati presso il laboratorio del Prof. S. Adamo, hanno dimostrato che:1)L'esercizio può avere un effetto benefico sulla sopravvivenza dei topi C26 dopo l'impianto del tumore. In particolare, circa il 50% dei topi allenati sopravvivonocirca 10 giorni in più rispetto ai topi di controllo C26.2)L'esercizio ha aumentato il numero di eventi apoptotici nella massa tumorale dei topi allenati rispetto ai topi sedentari.I compiti della nostra unità saranno:1)studiare l'espressione delle Hsp60 e Hsp70. L'espressione e la localizzazione cellulare di queste due proteine sarà valutata: i) nei tumori C26 ex vivo, prima e dopol'impianto sottocutaneo nella regione dorsale di topi sedentari BALB/c, e nei muscoli scheletrici di topi allenati BALB/c; ii) nella massa tumorale e nel muscoloscheletrico in un modello C26 con cachessia con e senza allenamento. Inoltre, saranno valutati i livelli di entrambe le proteine nel flusso sanguigno dei topi contumore C26 allenati e non.E' già noto che la Hsp60 è over-espresse nei carcinomi del colon umano (Cappello F., David S., et al. 2005) e nel muscolo scheletrico di soggetti allenati sia diresistenza che di potenza (Morton, JP et al. 2009). E' già noto che la Hsp70 è espressa nelle cellule tumorali del colon (Matera, L. et al. 2007) e coinvolta nellarigenerazione dei muscoli scheletrici danneggiati (Moresi V. et al. 2009).2)valutare il protocollo d'allenamento più efficace nella riduzione della massa tumorale e nell'aumento del range di sopravvivenza.3)valutare l'eventuale risposta immunitaria indotta contro le cellule tumorali rafforzata dall'esercizio fisico e l'over-espressione delle HSP.FASE 1: Dati preliminari sull'espressione e la localizzazione delle Hsp60 e Hsp70L'obiettivo di questa prima fase del progetto è di valutare se vi è una over-espressione delle Hsp60 e Hsp70 nella massa tumorale, prima e dopo l'innestosottocutaneo del carcinoma del colon C26, e nel Tibiale Anteriore (AT) di topi sani allenati BALB/c. Se entrambe le proteine sono over-espresse, valuteremo la lorolocalizzazione cellulare ed i livelli di quest'ultime nel flusso sanguigno.Per realizzare quanto detto:i)Valuteremo l'espressione generale delle Hsp60 e Hsp70 con immunoistochimica nella massa tumorale C26 ex vivo;ii)Valuteremo l'espressione generale delle Hsp60 e Hsp70 con immunoistochimica nella massa tumorale sottocutanea dopo 6, 12, 18, 24 e 30 giorni (considerandoche, dagli esperimenti preliminari, sappiamo che il 50% dei topi con tumore C26 non allenati sopravvivono circa 19 giorni).iii)Valuteremo l'espressione generale delle Hsp60 e Hsp70 con immunoistochimica nell'AT di topi sani BALB/c allenati per 4, e 8 settimane con un protocollo diallenamento di resisten

Key findings

Salute
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva9/17/11 → …