Valutazione dell'attività biologica e citoprotettiva della ficocianina da Aphanizomenon flos-aquae in colture cellulari miogeniche ed endoteliali esposte a stress ossidativo o stimoli infiammatori.

Negli ultimi anni i nutraceutici stanno ricevendo sempre più interesse per i loro potenziali effetti terapeutici e nutrizionali. Essi potrebbero avere un ruolo in diversi processi, come nelle risposte antiossidanti ed anti-infiammatorie e nella salvaguardia dell’integrità mitocondriale. Pertanto, i nutraceutici possono essere utilizzati per prevenire delle patologie dove lo stress ossidativo, i meccanismi infiammatori o la perossidazione lipidica giocano un ruolo eziologico. Aphanizomenon flos-aquae (AFA) è una microalga verde-azzurra (cyanophyta) edibile che cresce spontaneamente nel lago Klamath, in Oregon. È noto come questa microalga sia ricca in nutrienti, vitamine, minerali, proteine ed enzimi che ne fanno un “supercibo” usato come supplemento nutrizionale. In particolare, AFA è ricca di una specifica ficocianina (PCA, paragrafo 1.5.1). Le ficocianine (PC) sono pigmenti fotosintetici di colore blu con attività antiossidanti, anti-infiammatorie ed immunomodulanti. Tuttavia, ad eccezione degli articoli di alcuni autori, queste proprietà sono state studiate in PC estratta da altre microalghe e non da AFA. L’obiettivo principale di questo lavoro è stato quello di verificare per la prima volta l’effetto citoprotettivo/antiossidante indotto da un estratto acquoso di AFA ricco in PCA (chiamato e-PC) in C2C12, mioblasti murini usati come modello cellulare di muscolo scheletrico, così come in altre due linee cellulari umane, promonocitiche ed endoteliali, rispettivamente U937 e HUVEC. Abbiamo analizzato l’effetto di e-PC sulla vitalità delle tre linee cellulari e sulla capacità differenziativa delle C2C12 in seguito ad insulto ossidativo indotto dall’esposizione ad agenti in grado di generare radicali, come H2O2 e tBOOH. Infatti, lo stress ossidativo innesca e/o partecipa ad un ampio numero di pathway/ risposte tossiche e fisiopatologiche come lo squilibrio differenziativo dei progenitori dei mioblasti, l’apoptosi e l’infiammazione in tutti i tipi di cellule e tessuti. In particolare, l’infiammazione è coinvolta in una serie di patologie tra cui le miopatie. Così, un altro obiettivo di questo progetto è stato quello di investigare la capacità di e-PC di modulare in vitro importanti marcatori downstream dell’infiammazione presenti sia nei nelle cellule HUVEC e nei miotubi delle C2C12, entrambi stimolati con LPS. Per le HUVEC è stata verificata la capacità di adesione e di modulazione di miR-126, miR-146a, IL-6, IRAK-1, VCAM-1 e ICAM-1, mentre per i miotubi maturi delle C2C12 è stato analizzato il diametro dei miotubi e la modulazione del miR-146a. In breve, e-PC ha mostrato una limitata attività antiossidante in quanto riduce l'entità della morte cellulare causata da entrambi gli ossidanti (più attiva nei confronti della tossicità del tBOOH che del H2O2) sia nelle C2C12 che nelle altre linee cellulari utilizzate (U937 e HUVEC), suggerendo che l’effetto manca di specificità cellulare. L’attività antiossidante di e-PC è probabilmente dovuta alla sua capacità di chelare i metalli, una proprietà in grado di inibire la generazione dei radicali prodotta dalla reazione di Haber–Weiss. Questi risultati suggeriscono che e-PC ha un potenziale d’azione antiossidante, sebbene nei sistemi cellulari la sua scarsa biodisponibilità, maggiormente dovuta al suo alto peso molecolare, rappresenti un fattore limitante. In maniera interessante, e-PC inibisce efficacemente l’infiammazione indotta da LPS. Infatti i nostri risultati sulle HUVEC hanno mostrato che e-PC riduce l’espressione degli mRNA di VCAM-1, ICAM-1, IL-6 e IRAK-1 indotta da LPS, riduce significativamente l’espressione della proteina VCAM-1 e al contrario previene la riduzione dell’espressione di miR-126 causata dal LPS. È stato trovato un tendenziale incremento dell’espressione del miR-146a nelle HUVEC trattate con e-PC, un effetto compatibile con l’attività anti-infiammatoria. Inoltre, e-PC riduce notevolmente ed in maniera dose-dipendente l’adesione indotta dall’LPS delle U937 sulle HUVEC. Nei miotubi, e-PC ha prevenuto la riduzione del loro diametro e ridotto l’espressione del miR-146a indotta dall’LPS. Complessivamente questi risultati dimostrano che e-PC ha una blanda attività antiossidante ma, molto più importante, inibisce particolari marcatori dell’infiammazione indotti da LPS nei miotubi e nelle cellule endoteliali a concentrazioni sorprendentemente basse, di gran lunga inferiori a quelle richieste per l’attività antiossidante. Così AFA e/o e-PC estratto da AFA potrebbero essere usati come preparazioni alimentari adiuvanti nella gestione di malattie infiammatorie. Ulteriori studi sono necessari per meglio comprendere il meccanismo d’azione di e-PC, i cui risultati potrebbero aprire la strada ad un suo possibile utilizzo come farmaco anti-infiammatorio. Allo stato attuale e-PC potrebbe essere sfruttato in condizioni infiammatorie sensibili a trattamenti topici