LA MODULAZIONE MOLECOLARE DEL SIGNALING CARDIACO IN RISPOSTA ALLO STRESS FISIOLOGICO O PATOLOGICO: IL RUOLO DEI RECETTORI ACCOPPIATI ALLE PROTEINE G.

Lo scompenso cardiaco è una condizione clinica estremamente complessa e rappresenta lo stadio finale della maggioranza delle patologie cardiovascolari. Anomalie del sistema ßadrenergico (ßAR) sono caratteristiche di tale patologia e sono ritenute responsabili dello sviluppo e della progressione della disfunzione ventricolare sinistra. Attivando le proteine G, i ßAR, come altri recettori della stessa famiglia (7TMR) inducono molteplici risposte intracellulari. Il signaling dei 7TMR è altamente regolato, ed in seguito alla prolungata stimolazione con agonista vengono attivati dei sistemi per interrompere il segnale (desensibilizzazione e downregolazione) mediati principalmente dalle chinasi del ßAR (GRK) e dalla ß-arrestina che impedisce stericamente l'attivazione delle proteine G e promuove l'endocitosi del recettore. Studi recenti tuttavia indicano che la stimolazione dei ßAR e l'attivazione dei sistemi di spegnimento del segnale contemporaneamente promuovo un nuovo pathway intracellulare attraverso la GRK5 e la ß-arrestina. Quest'ultima, oltre a terminare il segnale mediato dall'agonista funziona come assemblatore multiproteico e transattiva il recettore del fattore epidermide (EGFR), promuovendo segnali intracellulare benefici. Numerosi studi suggeriscono che gli effetti deleteri dell'iperstimolazione ß-adrenergica derivano principalmente dall'eccessiva stimolazione di pathway mediati dalle proteine G, mentre il nuovo pathway molecolare originato dalla stimolazione dei ßAR che conduce alla transattivazione dell' EGFR svolge un ruolo protettivo in risposta allo stress. Tuttavia, se l'attivazione forzata di questo pathway è in grado di alterare positivamente il rimodellamento cardiaco e la progressione della disfunzione ventricolare sinistra, allo stato attuale non è noto. In questo studio analizzeremo gli effetti del potenziamento del pathway di transattivazione del ßAR mediante l'utilizzo di topi geneticamente modificati con overespressione cardio-specifica della GRK5 (TgGRK5). Tali animali saranno sottoposti a stress fisiologici e patologici per valutare la transattivazione dell'EGFR ed i suoi effetti sul rimodellamento cardiaco. Inoltre, per testare gli effetti di tale pathway sulla sopravvivenza in corso di scompenso cardiaco, i topi TgGRK5 saranno incrociati con topi transgenici overesprimenti a livello cardiaco la calsequestrina (TgCSQ) e la sopravvivenza dei topi transgenici binari (TgCSQ/TgGRK5) sarà confrontata con quella dei topi transgenici singoli TgCSQ e TgGRK5. Se la nostra ipotesi risulterà corretta, la modulazione di questa nuova via di traduzione del segnale potrebbe rappresentare una nuova strategia terapeutica nello scompenso cardiaco, particolarmente interessante considerando che alcuni ß-bloccanti quali il carvedilolo sono in grado di bloccare la via dipendente dalle proteine G e contemporaneamente attivare quella indipendente dalle proteine G. Poiché numerosi 7TMR sono coinvolti nella regolazione della funzione cardiaca e la regolazione di tali recettori è generalmente conservata e simile, è possibile postulare che altri 7TMR, possano esercitare tali effetti benefici. Per testare queste ipotesi, nel nostro studio analizzeremo il signaling di un altro 7TMR, quello che è attivato dal peptide Urotensina-II (U-II) nella seconda parte dello studio pertanto valuteremo il ruolo dell' UT-II nel rimodellamento cardiaco e suo potenziale terapeutico. Per verificare tale ipotesi, topi wild-type saranno sottoposti a sovraccarico di pressione mediante bedaggio aortico, infarto miocardico acuto o allenamento strenuo con nuoto in presenza ed in assenza di infusione con U-II o il suo inibitore selettivo urantide (UR) mediante pompe osmotiche sottocutanee. Gli effetti di tali molecole sul rimodellamento e la funzione cardiaca, sulla transattivazione dell'EGFR e dei pathway mediati dalle proteine G consentirà di stabilire se l'U-II possa rappresentare una nuova strategia terapeutica nello scompenso cardiaco. Infine, per valutare gli effetti dell'U-II sulla sopravvivenza in corso di scompenso cardiaco, topi TgCSQ saranno trattati con U-II e UR. In conclusione, recenti studi sperimentali hanno identificato in vivo ed in vitro una nuova via di trasduzione del segnale ß-adrenergico indipendente dalle proteine G e determinante l'attivazione dell'EGFR. Questo pathway dovrebbe esercitare un effetto protettivo sul rimodellamento e sulla funzione cardiaca. In questo studio testeremo in molteplici modelli e condizioni sperimentali gli effetti del potenziamento di tale pathway mediato dal ßAR e la possibile modulazione da parte di altri 7TMR, in particolare del recettore dell'urotensina II. I risultati di questi studi potrebbero identificare una nuova promettente strategia terapeutica complementare ed eventualmente sinergistica alla terapia con ß-bloccanti nello scompenso cardiaco.