Prometeo XI NUM.4

 

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DOTTORATO INTERNAZIONALE IN NEUROSCIENZE Anno XI Numero 4 Ottobre-Dicembre 2016 Rivista trimestrale on-line IL PROMETEO Bollettino di Dottorato ANNO XI Direttore: Prof. Filippo Drago registrazione presso il Tribunale di Catania n. 006 del 1 febbraio 2016 Direttore: Prof. Filippo Drago L’intervista La Dott.ssa Roberta Di Marco (nella foto), laureata in Farmacia presso l’Università degli Studi di Catania, è attualmente dottoranda in Neuroscienze presso il Dipartimento di Scienze Biomediche e Biotecnologiche dell’Università di Catania Università degli Studi di Catania Viale Andrea Doria, 6 - Catania Tel.: +39 095 7384237 Tel.: +39 095.7384238 il_prometeo@email.it http://www.unict.it/dfsc Presso il Dipartimento di Scienze Biomediche e Biotecnologiche dell’Università degli Studi di Catania, il gruppo di ricerca diretto dal Prof. Filippo Drago svolge da anni studi di Neuropsicofarmacologia su modelli sperimentali in vitro e in vivo finalizzati alla cura delle malattie del sistema nervoso centrale. La Dott. ssa Roberta Di Marco sotto la supervisione del Prof. Salvatore Salomone e del Prof. Gian Marco Leggio sta svolgendo una serie di studi per la cura di dipendenza da alcol, schizofrenia e disturbi della sfera cognitiva. Che tipo di ricerca, in particolare, viene condotta dal vostro gruppo? Il nostro gruppo si occupa di ricerca preclinica nel campo della Neuropsicofarmacologia, in particolare ci occupiamo da diversi anni dello studio della via dopaminergica mesolimbica e mesocorticale. In questo momento, il nostro studio è incentrato sul recettore dopami- 1

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nergico D3 (D3R), che sembra essere coinvolto nel controllo della neurotrasmissione dopaminergica e nelle patologie psichiatriche ad essa correlate quali schizofrenia, depressione, disturbi d’ansia e tossicodipendenza. internazionali durante il suo periodo di dottorato? Si. Durante questi ultimi mesi ho avuto la grande opportunità di lavorare per un breve periodo, nel laboratorio del Prof. Esa Korpi presso il Biomedicum Institute of Helsinki, in qualità di visiting PhD student. In particolare, ho avuto modo di apprendere ed eseguire tecniche di ibridazione in situ e di autoradiografia. Che tipo di modelli sperimentali utilizzate nei vostri studi? Modelli sperimentali in vivo e in vitro, e in particolare, l’utilizzo di paradigmi comportamentali e biomolecolari ci ha permesso di dimostrare il ruolo fondamentale del recettore D3R nel controllo della via mesolimbica e mesocorticale. Nello specifico, ci siamo avvalsi di un approccio genetico, utilizzando topi knock-out per questo recettore (D3R KO) e farmacologico, ricorrendo alla somministrazione di antagonisti selettivi per il D3R (SB 277011-A). Quindi i vostri studi si basano principalmente su modelli sperimentali in vivo? Principalmente sì, effettuiamo ricerca preclinica di tipo comportamentale e molecolare. La ricerca comportamentale permette di valutare parametri di animali trattati farmacologicamente attraverso l’utilizzo di test specifici validati dalla letteratura scientifica internazionale. Uno dei paradigmi comportamentali più utilizzato nei nostri progetti sulla dipendenza da alcol, ad esempio, è il Drinking in the Dark, che ci permette di valutare il binge, nonché l’assunzione volontaria e compulsiva di etanolo in periodi limitati di tempo. Quali sono le sue considerazioni in merito al suo periodo presso il gruppo del Prof. Korpi? Collaborare con il Prof. Korpi e il suo gruppo è stata per me un’esperienza veramente formativa, che mi ha permesso di imparare molto sia dal punto di vista lavorativo, permettendomi di consolidare e portare avanti idee relative al mio progetto di dottorato e al mio futuro nell’ambito della ricerca, sia dal punto di vista personale, in quanto mi ha permesso di acquisire sicurezza e determinazione. Ha, invece, delle considerazioni in merito al suo percorso di dottorato? Sono molto soddisfatta del lavoro che ormai da quasi tre anni conduco con passione e dedizione. Volevo ringraziare il Prof. Filippo Drago che mi ha permesso di entrar a far parte del suo gruppo, ringrazio anche il mio tutor il Prof. Salvatore Salomone ed il mio co-tutor Prof. Gian Marco Leggio, i quali mi hanno guidato in questo percorso, mi hanno aiutato a consolidare le mie conoscenze e mi hanno sempre fornito suggerimenti preziosi per il mio percorso di studi. Ha avuto modo di intraprendere collaborazioni 2

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ABSTRACT Poster presentato al 67° Congresso Nazionale Della Società Italiana di Fisiologia (Catania, 21-23 settembre 2016) Identification of water channel aquaporins in human chondrocytes from adipose mesenchymal stem cells R. Avola, A.C.E. Graziano, G. Pannuzzo, V. Cardile Aquaporins (AQPs) are a family of channel proteins involved in physiological pathways of water and small solute transport and with a relevant importance in manifold human diseases. In a recent period, AQP1 and 3 seem to have a role as transporters of metabolic water and small solute from metabolic or extracellular matrix in articular cartilage of load bearing joints. The aim of this study was to examine the expression of AQP1 and 3 during the chondrogenic differentiation of human mesenchymal stem cells (MSCs) from adipose tissue (AT) using immunocytochemistry, reversetranscriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) and Western blot techniques at 0, 7, 14, 21, and 28 days. The chondrogenic AT-MSCs differentiation was obtained applying in the culture medium growth and environmental factors supporting cell-cell interaction. Our studies demonstrated that at 21 days AT-MSCs show the major reactivity for specific chondrogenic markers and are able to produce significant quantities of collagen type II and lubricin, suggesting hyaline cartilage formation. During chondrogenic differentiation, the expression of AQP1 maintained constant, while AQP3 increased in time-dependent manner reaching the peak at 21 days. The expression of AQP3 may be a manifestation of physiological adaptation and a marker of mature chondrocytes differentiation. Further study of AQP3 function may provide new insight into the understanding of the molecular mechanisms underlying cartilage physiology and pathology. Mol Pain. 2016 Sep 2;12. pii: 1744806916667949. doi: 10.1177/1744806916667949. Repeated activation of delta opioid receptors counteracts nerve injury-induced TNF-α upregulation in the sciatic nerve of rats with neuropathic pain :A possible correlation with delta opioid receptors-mediated antiallodinic effect Nunzio Vicario, Rosalba Parenti, Giuseppina Aricò, Rita Turnaturi , Giovanna Maria Scoto, Santina Chiechio and Carmela Parenti Despite mu opioid receptor agonists are the cornerstones of moderate-to-severe acute pain treatment, their effectiveness in chronic pain conditions is controversial. In contrast to mu opioid receptor agonists, a number of studies have reported the effectiveness of delta opioid receptor agonists on neuropathic pain strengthening the idea that delta opioid receptors gain importance when chronic pain develops. Among other effects, it has been shown that delta opioid recep- 3 tor activation in optic nerve astrocytes inhibits tumor necrosis factor-α-mediated inflammation in response to severe hypoxia. Considering the involvement of tumor necrosis factor-α in the development and maintenance of neuropathic pain, with this study we sought to correlate the effect of delta opioid receptor agonist on the development of mechanical allodynia to tumor necrosis factor-α expression at the site of nerve injury in rats subjected to chronic constriction injury of the sciatic nerve. To this aim, we measured the levels of tumor necrosis factor-α in the sciatic nerve of rats with neuropathic pain after repeated injections with a delta opioid receptor agonist. Results obtained demonstrated that repeated administrations of the delta opioid receptor agonist SNC80 (10 mg/kg, i.p. for seven consecutive days) significantly inhibited the development of mechanical allodynia in rats with neuropathic pain and that the improvement of neuropathic symptom was timely related to the reduced expression of tumor necrosis factor-α in the rat sciatic nerve. We demonstrated also that when treatment with the delta opioid receptor agonist was suspended both allodynia and tumor necrosis factor-α up-regulation in the sciatic nerve of rats with neuropathic pain were restored. These results show that persistent delta opioid receptor activation significantly attenuates neuropathic pain and negatively regulates sciatic nerve tumor necrosis factor-α expression in chronic constriction injury rats. J Cell Physiol. 2016 Sep 23. doi: 10.1002/jcp.25616. [Epub ahead of print] PACAP and VIP Inhibit HIF-1α-Mediated VEGF Expression in a Model of Diabetic Macular Edema. Maugeri G, D’Amico AG, Saccone S, Federico C, Cavallaro S, D’Agata V. Pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP) and vasoactive intestinal peptide (VIP) exert a protective role against retinal injuries, including diabetic macular edema (DME). The macular damage is induced by hyperglycemia, which damages vessels supplying blood to the retina and induces hypoxia. The microenvironmental changes stimulate the expression of hypoxia-inducible factors (HIFs), which promote the choroidal endothelial cell transmigration across the retinal pigmented epithelium (RPE) into neurosensory retina, where they proliferate into new vessels under stimulation of the vascular endothelial growth factor (VEGF). In the present study, we have investigated whether PACAP and VIP prevent retinal damage by modulating the expression of HIFs, VEGF, and its receptors. In accord to our hypothesis, we have shown that both peptides are able to significantly reduce HIF-1α and increase HIF-3α expression in ARPE-19 cells exposed to hyperglycemic/ hypoxic insult. This effect is also related to a reduction of VEGF and its receptors expression. Moreover, both peptides also reduce the activation of p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK), a pro-apoptotic signaling pathway, which is activated by VEGFR-1 and 2 receptors. In conclusion, our study has further elucidated the protective role performed by PACAP and VIP, against the harmful combined effect of hyperglycemia/hypoxia characterizing the DME microenvironment.

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