- Basi molecolari della risposta allo stress e
dell'adattamento fisiologico all'ambiente in
organismi acquatici;
- Effetti biologici dei farmaci negli animali
acquatici;
- Risposta allo stress in cellule di mammifero esposte a
campi elettromagnetici ad alta frequenza.
L'attività di ricerca di SF si è concentrata sugli effetti
cellulari e molecolari di fattori di stress ambientale, di tipo
chimico e fisico, e si è articolata come qui descritto:
a) Basi molecolari della risposta allo stress ambientale in
organismi acquatici.
Le indagini condotte da SF sui bivalvi marini hanno contribuito
alla comprensione di alcuni meccanismi molecolari alla base delle
risposte fisiologiche ai fattori di stress ambientale nei bivalvi.
L'attività svolta nell'ambito del Corso di Dottorato di SF ha
portato allo sviluppo del primo microarray a DNA per monitorare gli
effetti dello stress ambientale nel mitilo (Mytilus
galloprovincialis) in collaborazione con l'Università̀ del
Piemonte Orientale, studiandone le variazioni nei profili di
espressione genica. Questi studi hanno fornito nuove conoscenze
circa il genoma di mitilo, fino ad allora scarsamente studiato,
soprattutto per quanto riguarda i geni sensibili allo stress
ambientale. In particolare, sono state ottenute sequenze per i geni
codificanti per proteine HSP70, applicate anche in un'analisi
filogenetica sulla loro evoluzione negli invertebrati, e per
proteine di trasporto appartenenti al sistema MXR (Multixenobiotic
resistance system) coinvolte nella risposta agli xenobiotici.
Successivamente sono stati sviluppati protocolli di PCR
quantitativa real time per la valutazione dei profili di
espressione di questi prodotti genici esposti a contaminanti in
condizioni controllate (studi di laboratorio) per la definizione
dei meccanismi di regolazione alla base delle alterazioni
fisiologiche osservate nei mitili esposti ad ambienti contaminati
(studi in campo).
b) Effetti biologici dei farmaci negli animali
acquatici.
La diffusione massiva negli ecosistemi acquatici di residui
farmaceutici ad uso umano e veterinario, rende sempre più
necessaria l'acquisizione di maggiori informazioni sugli aspetti
riguardanti le dinamiche di diffusione e di destino ambientale di
tali contaminanti, nonché le possibilità di interazione con il
biota. Per alcune di queste sostanze sono già note le proprietà
tossicologiche generali. Solo di recente, però, sono stati
individuati e caratterizzati alcuni dei meccanismi con cui i
farmaci, una volta immessi negli ecosistemi ed entrati nei cicli
biologici, possono danneggiare organismi non bersaglio.
Nell'ambiente acquatico, inoltre, fenomeni di additività,
sinergismo o antagonismo tra specie chimiche diverse possono
indurre un ulteriore stress fisiologico in grado di complicare il
quadro dei possibili effetti biologici.
L'attività di ricerca condotta da SF si basa sulla premessa che i
farmaci sono molecole disegnate per produrre effetti biologici e
terapeutici a basse dosi, interagendo con specifici bersagli
molecolari e/o producendo fenomeni di tossicità secondari. Su
queste basi,
gli studi di SF hanno valutato le alterazioni indotte dai farmaci
su
specifici endpoint molecolari dei mitili (Mytilus
galloprovincialis) correlati con il meccanismo di azione
terapeutica dei composti (approccio correlato con il meccanismo
di azione, MOA). Gli endpoint analizzati comprendono mediatori
della trasduzione del segnale AMPc/PKA dipendente (livelli
tissutai/cellulari di AMPc, attività di fosforilazione della
proteina chinasi A AMPc-dipendente), livelli di espressione di
prodotti genici codificanti per recettori serotoninergici di tipo
I, e per trasportatori di membrana regolati a livello
trascrizionale attraverso meccanismi AMPc-dipendenti (sistema MXR,
Multixenobiotic response). Inoltre, sono state analizzate
specifiche alterazioni precoci di parametri fisiologici dei bivalvi
(biomarkers) per la valutazione dello stato di salute degli
organismi esposti e la possibile attivazione di processi di
detossificazione (approccio correlato alla risposta allo stress
ambientale).
Considerando per la maggior parte questi meccanismi non sono
scarsamente studiati negli invertebrati, i risultati ottenuti hanno
inoltre permesso di fornire un rilevante e originale contributo
alla conoscenza della fisiologia cellulare dei
molluschi.
c) Risposta allo stress in cellule di mammifero esposte a campi
elettromagnetici ad alta frequenza.
Le ricerche condotte da SF avevano l'obiettivo di identificare
potenziali markers molecolari della interazione di campi
elettromagnetici (CEM) con i costituenti cellulari. Si sono
concentrate in particolare sui profili di espressione dei geni
codificanti per le HSP70 (heat shock proteins a 70 kDa) in cellule
di trofoblasto umano esposte a CEM con frequenza e modulazione
tipiche del sistema di telecomunicazione GSM. Lo stesso approccio
sperimentale è attualmente applicato alla valutazione degli effetti
dei CEM su cellule nervose.
