Abstract
BREVE DESCRIZIONE DEL PROGETTO Una dieta ricca di vegetali e funghi offre notevoli benefici per la salute, grazie ai principi attivi in essi contenuti che contribuiscono alla prevenzione di numerose malattie croniche, come patologie cardiovascolari, cancro e diabete. Quando consumati crudi, questi alimenti mantengono inalterati i nutrienti, con conseguente amplificazione degli effetti positivi. Tuttavia, vegetali e funghi possono contenere anche "antinutrienti" che, se non degradati dalla cottura, possono interferire con la digestione e risultare dannosi per la salute. Questo progetto si propone di studiare gli enzimi inibitori della sintesi proteica appartenenti alle classi delle proteine vegetali inattivanti i ribosomi (RIP) e delle proteine fungine simili alle ribotossine (RL-P). In particolare, verranno studiate in dettaglio proteine purificate da specie commestibili. Il gruppo di ricerca multidisciplinare amplierà la caratterizzazione biochimica di tali enzimi e ne studierà la resistenza all’ambiente gastrico e intestinale e il loro effetto tossico nei confronti di cellule epiteliali di derivazione intestinale e sul microbiota intestinale. FINALITÀ DEL PROGETTO Lo scopo del progetto è quindi duplice: ampliare le conoscenze su enzimi ad attività RIP e RL-P da fonti commestibili ed analizzarne gli effetti sull'ambiente intestinale. Tali enzimi inibitori della sintesi proteica, presenti in alimenti consumati crudi, potrebbero resistere alla digestione e raggiungere l'intestino intatti, causando potenziali effetti tossici o infiammatori sulle cellule intestinali e sul microbiota, contribuendo alla patogenesi delle malattie intestinali. Il microbiota è un ecosistema complesso, la cui composizione, influenzata da dieta e stile di vita, può risultare associata a stati infiammatori e a diverse patologie. Inoltre, la perdita di integrità della barriera intestinale rappresenta un aspetto critico, poiché può portare ad un aumento della permeabilità, facilitando la disseminazione sistemica di tossine e altri patogeni luminali, esacerbando così la patologia. Verrà valutata la tossicità di RIP e RL-P su cellule di derivazione intestinale, il mantenimento dell’integrità della barriera intestinale e verranno approfonditi i meccanismi di morte cellulare innescati, il coinvolgimento dello stress ossidativo e dell'infiammazione. RISULTATI ATTESI I risultati potranno fornire indicazioni sul coinvolgimento diretto o indiretto degli enzimi oggetto dello studio nella patogenesi delle malattie croniche intestinali, aprendo la strada a ulteriori ricerche su altre fonti eduli contenenti enzimi simili. I risultati attesi rientrano in un approccio "one-health" di prevenzione e benessere che potrebbe essere vantaggioso in termini di salute individuale e pubblica, spingendo verso un uso più consapevole degli alimenti, per prevenire/alleviare le malattie infiammatorie croniche sia nelle persone sane che nei pazienti con malattie infiammatorie intestinali.
Risultati raggiunti
Il progetto “Direct or indirect effects of protein synthesis inhibitor enzymes from edible plants and mushrooms on intestinal health and microbiota” (Prot. P2022YERKR) ha affrontato un tema di crescente interesse per la salute umana e la sicurezza alimentare: gli effetti di enzimi che bloccano irreversibilmente la sintesi proteica, presenti in piante e funghi commestibili, ampliandone in modo significativo le conoscenze grazie ai risultati raggiunti. Il comportamento di queste proteine è stato determinato lungo un percorso che va dalla loro caratterizzazione molecolare fino alla valutazione dei loro effetti sull'epitelio intestinale e sul microbiota, integrando le competenze in biochimica, patologia cellulare e microbiologia delle tre unità di ricerca coinvolte: Università della Campania “Luigi Vanvitelli” (coordinata dal Prof. Antimo Di Maro), Alma Mater Studiorum - Università di Bologna” (coordinata dalla Prof. Letizia Polito) e Università di Napoli “Federico II” (coordinata dal Prof. Ezio Ricca). Tra i principali risultati conseguiti vi è l'isolamento e la caratterizzazione di proteine provenienti da specie alimentari, tra cui sodina 5, da Salsola soda (agretti), edulitina 2, da Boletus edulis (porcini), insieme all'identificazione di una nuova proteina, denominata indicitina, da Calocybe indica (prugnoli), scoperta nel corso del progetto. Le analisi hanno mostrato che queste molecole presentano caratteristiche differenti in termini di stabilità e resistenza ai processi digestivi, suggerendo che alcune possano raggiungere intatte l'intestino, mantenendo la propria attività biologica. Questo risultato rappresenta un importante avanzamento nella comprensione delle proteine naturalmente presenti negli alimenti e del loro possibile impatto sull'organismo. Gli studi sperimentali hanno inoltre chiarito come tali proteine possano influenzare le cellule dell'epitelio intestinale. In particolare, è stato dimostrato che la tossina vegetale sodina 5 è in grado di alterare l'integrità della barriera intestinale e di attivare meccanismi cellulari associati allo stress ossidativo, all'infiammazione e alla morte cellulare programmata, mentre le tossine fungine hanno mostrato effetti molto più contenuti. Parallelamente, il progetto ha approfondito il rapporto tra queste proteine e il microbiota intestinale mediante modelli sperimentali in vitro. Le analisi hanno evidenziato che, nelle condizioni studiate, il loro impatto sulla composizione delle comunità microbiche è limitato, indicando che gli effetti biologici osservati riguardano principalmente le cellule dell'epitelio intestinale piuttosto che il microbiota residente. Nel complesso, il progetto ha fornito nuove conoscenze utili per la valutazione della sicurezza degli alimenti di origine vegetale e fungina e ha posto solide basi per futuri studi sulle interazioni tra componenti naturali degli alimenti, barriera intestinale e salute umana, contribuendo all'avanzamento della ricerca nel quadro dell'approccio One Health. È stato inoltre evidenziato il potenziale della sodina 5 come potente molecola tossica da impiegare nello sviluppo futuro di coniugati a scopo farmacologico: le sue proprietà fisico-chimiche e biologiche insieme all’attività citotossica nei confronti di cellule di carcinoma del colon ne fanno un promettente candidato come payload per nuove strategie di immunoterapia mirata. I risultati sono stati diffusi attraverso numerose pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali di alto impatto, partecipazioni a congressi nazionali e internazionali, attività di formazione e iniziative di divulgazione, favorendo la condivisione delle conoscenze all'interno della comunità scientifica. In questo contesto, l’Unità di Bologna ha svolto un ruolo centrale nello studio dei meccanismi patogenetici del danno cellulare indotto dalle proteine oggetto dello studio e nella definizione dei loro effetti su modelli di epitelio intestinale. Le attività condotte hanno permesso di chiarire le alterazioni della barriera intestinale e le risposte cellulari indotte dalle diverse proteine, contribuendo in modo determinante all'interpretazione dei risultati ottenuti dai diversi gruppi coinvolti. Il gruppo di ricerca ha inoltre favorito la formazione di giovani ricercatori attraverso attività sperimentali e tesi di laurea magistrale, consolidando il ruolo di UNIBO in un ambito di ricerca interdisciplinare di crescente rilevanza per la salute pubblica.Dettagli del progetto
Responsabile scientifico: Letizia Polito
Strutture Unibo coinvolte:
Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche
Coordinatore:
Università degli Studi della Campania "Luigi Vanvitelli"(Italy)
Contributo totale Unibo: Euro (EUR) 75.000,00
Durata del progetto in mesi: 24
Data di inizio
30/11/2023
Data di fine:
28/02/2026
