Le molecole antitumorali dei protozoi ciliati: isolamento, sintesi chimica e attivit\ue0 biologica

Scopo di questo progetto di ricerca \ue8 l'isolamento di nuove piccole molecole di origine naturale dotate di attivit\ue0 citotossica e antitumorale. Tutte le molecole che saranno oggetto del nostro studio sono state, o saranno isolate da protozoi ciliati, che le utilizzano in natura come armi chimiche (tossine) per difendersi da predatori unicellulari e pluricellulari. Una di queste tossine, denominata climacostolo e isolata dal protozoo ciliato di acqua dolce Climacostomum virens, \ue8 stata recentemente sintetizzata per via chimica e si \ue8 dimostrata capace di esercitare un'azione citotossica e proapoptotica su due linee cellulari tumorali umane, senza indurre alcun effetto su cellule di controllo non tumorali. Il nostro primo obiettivo sar\ue0 quello di estendere lo screening dell'attivit\ue0 biologica del climacostolo su un maggior numero di linee cellulari sia di origine umana, sia di origine animale, allo scopo di delineare un quadro pi\uf9 completo dello spettro di azione della tossina e valutarne un possibile utilizzo nella chemioterapia del cancro. Come recentemente descritto, nelle linee cellulari HL60 e A431 il climacostolo induce la morte cellulare attivando un programma apoptotico mediato dalla cosiddetta "via intrinseca" dipendente dai mitocondri. Questo tipo di apoptosi pu\uf2 essere innescato da una quantit\ue0 di stimoli, tra i quali la sottrazione di fattori di crescita, gli shock termici, l'attivazione di oncogeni, i danni al DNA, la generazione di specie reattive dell'ossigeno (ROS), un eccesso di calcio citosolico, i danni alla catena respiratoria mitocondriale e altri stress cellulari. Alla luce di queste evidenze, il nostro secondo obiettivo consister\ue0 nell'analizzare gli effetti del climacostolo: (1) sulle propriet\ue0 fisico-chimiche di DNA plasmidico; (2) sulla generazione di perossido di idrogeno nei mitocondri; (3) sull'attivit\ue0 della catena respiratoria mitocondriale. Come terzo obiettivo ci proponiamo di isolare e purificare le tossine prodotte da altre due specie di ciliati, Spirostomum teres e Spirostomum ambiguum, che similmente a C. virens utilizzano queste molecole per difendersi dai predatori. A tal fine, abbiamo in programma di: (1) isolare e purificare ad omogeneit\ue0 le tossine da S. teres e S. ambiguum; (2) esaminare il potenziale citotossico delle tossine purificate su una serie di linee cellulari tumorali e non tumorali di origine umana e animale; (3) determinare le strutture chimiche delle tossine purificate in collaborazione con il gruppo di ricerca dell'Universit\ue0 di Camerino diretto dal prof. Marino Petrin