Valutazione in vivo ed in vitro delle risposte immunitarie in organismi marini esposti ad agenti stressanti

Progetto: Research project

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Negli ultimi decenni l'impatto antropico nell'ambiente è aumentato drammaticamente determinando una notevole immissione di sostanze xenobiotiche. Il mare rappresenta il luogo in cui queste sostanze vanno incontro a bioaccumulo e biomagnificazione entrando nelle biocenosi marine. Pertanto gli organismi marini risultano esposti agli effetti di tali sostanze. L'esposizione degli organismi ai metalli dipende dal loro habitat. I filtratori e gli organismi planctonici assumono i metalli pesanti allo stato disciolto o particolato; i detritivori e la meiofauna, ingeriscono particelle di sedimento e l'acqua interstiziale con i metalli che vi sono associati. Inoltre l’assunzione dei metalli pesanti può avvenire per inalazione, per assorbimento topico e per endocitosi. Gli effetti provocati da queste sostanze possono essere divisi in letali e subletali. A concentrazioni tali da non provocare la morte, si sono riscontrati in Pagellus erythrinus e Sarda sarda, ritardi nella maturazione delle gonadi, una minor percentuale di fecondazione e di sopravvivenza delle uova, ritardi nella crescita embrionale, un minor numero di schiuse, malformazioni di vario tipo che si possono riscontrare nei pesci, alterazioni a carico della colonna vertebrale, che si manifestano con ripiegamenti dorsoventrali e dorsolaterali più o meno accentuati, deformità delle vertebre e lesioni delle pinne. Altri esperimenti hanno verificato influenze sull’attività respiratoria, sulle caratteristiche del sangue, sulla circolazione e sull’osmoregolazione. Sembra inoltre che alte concentrazioni di metallo abbiano effetti di stress simili a quelli dovuti ad una temperatura o salinità sfavorevole, ed è dimostrato che i pesci esposti ad acque inquinate sono più facilmente aggredibili da infezioni che non quelli controllo tenuti in acque non inquinate.Lo scopo del presente progetto è lo studio e la valutazione degli effetti stressanti di sostanze quali rame, cadmio, piombo, mercurio, PCB, TBT, IPA, e di nuovo utilizzo come antifouling. Questo sarà eseguito valutando l'effetto sulle risposte immunitarie di tipo umorali e cellulari in vitro e in vivo. A livello sierico è importante la quantificazione di parametri quali: ACTH, cortisolo, glucosio, osmolarità e lectine; accompagnati dalla valutazione di risposte dell'immunità innata quali la chemiotassi, l'opsonizzazione, la fagocitosi, la citotossicità, la vitalità cellulare e l'apoptosi. Inoltre si procederà alla valutazione di profili di espressione di geni coinvolti nella risposta allo stress quali: recettori glucocorticoidei, HSPs (heat shock proteins), MXR (multixenobiotic resistance genes).

Layman's description

OBIETTIVI: La salute generale degli organismi è funzione del loro ambiente e di fattori intrinseci. Le minacce ambientali possono provocare situazioni di stress. La classica risposta fisiologica allo stress tipicamente implica il rilascio di catecolammine e cortisolo, il principale steroide renale dei teleostei. Questi ormoni agiscono direttamente o indirettamente nella risposta secondaria e terziaria che possono essere generalmente classificate come quelle coinvolte con la mobilitazione energetica ed il metabolismo, il bilancio idrominerale, e altre funzioni fisiologiche maggiori che possono influire sulla resistenza alle malattie. Lo studio degli effetti di sostanze inquinanti in vivo e in vitro può chiarire l’andamento della risposta allo stress e gli effetti consequenziali sui meccanismi immunitari dei pesci e invertebrati marini. Le risposte cellulari ed umorali del sistema immunitario naturale, possono essere utilizzate come biomarkers. In generale, il sistema immunitario non specifico appare sensibile alle sostanze inquinanti. Saggi sul campo e studi di laboratorio possono rivelare una diversa sensibilità delle cellule ad agenti chimici. La valutazione delle difese immunitarie insieme all'individuazione delle cellule coinvolte permette di esaminare gli effetti degli stressogeni ambientali sulle funzioni. Obiettivo di questa ricerca è la valutazione di profili di espressione di geni coinvolti nella risposta allo stress quali: recettori glucocorticoidei, HSPs (heat shock proteins), MXR (multixenobiotic resistance genes) dopo stimolazione in vivo di pesci e invertebrati marini con sostanze inquinanti e l’utilizzo di questi come indicatori della contaminazione ambientale dell'acqua, poichè potrebbero essere cronicamente esposti a composti altamente stabili presenti nell'acqua e potrebbero quindi bioaccumulare tali sostanze o attraverso l'esposizione diretta o tramite la catena alimentare. Inoltre sarà effettuata la valutazione di parametri sierologici e l'isolamento e caratterizzazione di lectine sieriche.Allo scopo di valutare tali sostanze xenobiotiche tossiche ma non letali, a livello cellulare, si possono esaminare differenti concentrazioni, in vitro (pesci e invertebrati marini). METODI: In tutti gli eventi umorali e cellulari dell’immunità dei pesci e invertebrati marini bisogna sempre tener conto degli effetti dell’ambiente. Gli organismi saranno esposti in vivo a diverse concentrazioni di xenobiotici, e sarà effettuata: la determinazione dei parametri di cortisolo, ACTH, glicemia, osmolarità, conta dei leucociti, opsonizzazione e dell’attività citotossica e/o di fagocitosi, chemiotassi dei leucociti, attività agglutinante e isolamento di lectine e l'analisi dell’espressione di geni coinvolti nella risposta allo stress quali recettori glucocorticoidei, HSPs (heat shock proteins), MXR (multixenobiotic resistance genes)mediante Real-Time-PCR. Saranno anche esaminati gli effetti stressanti di xenobiotici su vari organi e tessuti di pesci. Si esamineranno inoltre gli effetti immunomodulanti in vitro delle predette sostanze sulla fagocitosi ( macrofagi e neutrofili di pesci)attraverso il test del neutral-red. L’induzione di apopoptosi è un altro aspetto cellulare che verrà esaminato sui leucociti dei pesci usando la citometria a flusso. Gli effetti cellulari inoltre saranno studiati, dopo trattamento a 1, 12, 24, 48 e 96 ore su colture cellulari a breve termine di leucociti della cavità peritoneale e del pronefro dei pesci e in emociti circolanti di invertebrati. I test su organismi target e cellule potrebbero rappresentare priorità per la salvaguardia dell’ambiente, della biodiversità e della salute umana. Si possono identificare parametri in grado di indicare che gli organismi sono stati esposti a stress ed in qualche caso possono indicare anche l’agente stressante specifico (per esempio la sintesi di metallotioneine ad opera di metalli pesa
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/07 → …

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