Studio di metaboliti secondari provenienti da specie vegetali che agiscono sul SNC

2008 - 2009L’utilizzo delle piante medicinali nasce con l’uomo. Lo studio delle basi scientifiche a supporto del loro utilizzo si è sviluppato e continua a svilupparsi da poco più di un secolo. Lo scopo di questo lavoro di dottorato è di dare supporto all’utilizzo di specie vegetali applicabili in ambito farmacologico per curare determinate affezioni del Sistema Nervoso Centrale derivanti da patologie o dall’uso di sostanze stupefacenti. Molto spesso le sostanze vegetali infatti interagiscono con il sistema nervoso centrale, come accade per gli oppiacei, la coca, la nicotina ed altre specie. I metaboliti secondari provenienti da tre diverse specie di uso non comune (Brugmansia arborea, Espostoa lanata ed Ipomea violacea) sono stati sottoposti ad un attento studio per valutarne l’attività sul Sistema nervoso centrale e cercare di comprendere quale possa essere il loro utilizzo a scopo medico. Queste tre specie vengono utilizzate normalmente nella medicina tradizionale dell’America del Sud, nella maggior parte dei casi con uno scopo rituale. La società attuale ha trasformato queste specie in Smart Drugs togliendo loro il concetto di sacralità attribuitogli per millenni dai primi utilizzatori Brugmansia arborea Lagher. è normalmente consumata sotto forma di infuse e tisane per la costituzione delle “misha” bevande con attività magicocurativa. Già dagli studi precedenti era stato possibile identificare tre alcaloidi presenti nelle specie e la loro attività è stata testata in vitro per verificare la capacità di tali alcaloidi di interagire con recettori per la dopamina e serotonina. Lo studio condotto in questo lavoro si è invece basato sullo studio dei metaboliti secondari provenienti da specie naturalizzate in Italia per comprendere se fossero prodotti gli stessi alcaloidi, in quale quantità e se le diverse condizioni climatiche e territoriali avessero influenzato la loro produzione. Il processo di screening iniziale ha consentito di determinare che la frazione di interesse contenente alcaloidi fosse quella dell’estratto metabolico. Tale estratto è stato saggiato in topi CD1 per verificare la capacità di agire in combinazione con morfina e constatarne gli effetti in trattamenti sia in acuto che in cronico. Lo studio ha dimostrato la capacità di ridurre gli effetti derivanti dalla sindrome di astinenza da oppiacei, dimostrandosi come un ottima alternativa al naloxone rispetto al quale riduce i sintomi somatici di astinenza. Lo stesso studio è stato ripetuto sulla frazione purificata e sui singoli principi attivi. I composti puri hanno però dimostrato una minore efficacia rispetto al complesso. Per dimostrare che l’attività della pianta è strettamente legata ai composti di natura alcaloidea sono stati effettuati inoltre studi in vivo sulle frazioni metanoliche non contenenti gli alcaloidi. Si è dunque dimostrata l’inattività biologica di tali composti di natura non alcaloidea. Per verificare quali effetti avessero gli alcaloidi utilizzati nelle aree cerebrali connesse al sistema dopaminergico della ricompensa coinvolti nella dipendenza da oppiacei, sono state prelevati la corteccia frontale e lo striato Tutti gli esperimnenti sono stati svolti su topi CD1. I risultati hanno dimostrato che i singoli alcaloidi hanno effetti dopaminergici differenti. Il primo di essi è in grado di riportare i valori di dopamina al livello del controllo spiegando almeno in parte l’assenza di una crisi di astinenza altrimenti presente. L’effetto degli altri alcaloidi, che determinano invece un interessante picco di dopamina aprono nuove prospettive di studio per lo sviluppo in ambito medico per la cura di sindromi da ipoproduzione di dopamina come ad esempio il Parkinson. B. arborea ha inoltre mostrato una capacità di ridurre in maniera dose dipendente iperattività motoria. Gli studi di CPL (preferenza di luogo associata alla somministrazione di una sostanza che induce dipendenza) hanno inoltre dimostrato che gli estratti della pianta sono in grado di ridurre la preferenza degli animali utilizzati (topi cd1), per le gabbie in cui vengono trattati con morfina, e che l’associazione tra trattamento e luogo si estingue molto più rapidamente negli animali trattati anche con B. arborea rispetto a quelli trattati con sola morfina. I risultati della somministrazione di B. arborea un’ora prima del trattamento con cocaina hanno dimostrato la capacità di ridurre l’iperattività da cocaina stessa. Si ipotizza dunque l’utilizzo di tale specie, e più precisamente del complesso alcaloideo presente in fiori e foglie, per ridurre le sindromi di astinenza da morfina e favorire il divezzamento da oppiacei. Espostoa lanata Britt. & Rose è utilizzata a scopo magico dagli sciamani per entrare in contatto con il mondo delle anime tramite l’aspirazione dei fumi prodotti dalla sua combustione. Dalla pianta sono stati isolati alcaloidi di natura feniletilamminica. I test bioassay oriented sono stati effettuati in activity cage sugli estratti a polarità crescente (etere di normale sano, etere di petrolio, cloroformio, cloroformio metanolo 9:1, metanolo). L’estratto risultato attivo è stato quello metanolico. Il frazionamento cromatografico dell’estratto attivo ha portato all’identificaizone della tiramina. La presenza di tiramina nella frazione con maggiore attività in activity cage ha dimostrato una capacità di abbattere la capacità locomotoria del 60% rispetto ai controlli con salino ed in modo dose dipendente. La tiramina tal quale non dovrebbe essere in grado di attraversare la barriera ematoencefalica in quantità tale da giustificare la riduzione della coordinazione motoria e le convulsioni tonico cloniche registrate. Questo effetto è stato invece attribuito alla sua coniugazione ad una catena lipidica che ne consente un più agevole trasporto attraverso la BBB (barriera emato encefalica). La tiramina in quanto simpatico-mimetico stimola il rilascio di noradrenalina. La presenza ampiamente discussa in letteratura di recettori specifici (TA1) fa presupporre la sua capacità di funzionare come neurotrasmettitore e di mediatore nell’attivazione della vasocostrizione renale. L’ultima specie presa in esame è stata Ipomea violacea L.. originaria della flora del sud America ma ampiamente diffusa in tutta Europa. La larga diffusione di questa specie negli smart shop e le scarse informazioni presenti in letteratura sulla sua composizione chimica hanno determinato il forte interesse per lo studio di questa specie. Da letteratura risultano presenti nella 4 pianta l’isoergina, che presenta un’attività molto inferiore al suo epimero, la cianoclavina, il lisergolo e l’ergometrina. La caratterizzazione chimica dei composti presenti nella specie da noi studiata ha dimostrato la presenza di swainsonina e lisergolo. L’LSA (Acido lisergico) presente in questa specie dunque causa effetti analoghi all’LSD seppure con effetti notevolmente ridotti. Il test dell’head twich non ha dato esito positivo, dimostrando la sua non attività sui recettori serotoninergici coinvolti nell’head twich 5 THP. Sono state inoltre studiate l’attività motoria, che risulta dose dipendente e la capacità di interazione sociale dei topi CD1 utilizzati per tutti i test. [a cura dell'autore]VIII n.s

Effects of Brugmansia arborea Extract and Its Secondary Metabolites on Morphine Tolerance and Dependence in Mice

The aim of the present study was to investigate, in vivo, the effect of a Brugmansia arborea extract (BRU), chromatographic fractions (FA and FNA), and isolated alkaloids on the expression and the acquisition of morphine tolerance and dependence. Substances were acutely (for expression) or repeatedly (for acquisition) administered in mice treated with morphine twice daily for 5 or 6 days, in order to make them tolerant or dependent. Morphine tolerance was assessed using the tail-flick test at 1st and 5th days. Morphine dependence was evaluated through the manifestation of withdrawal symptoms induced by naloxone injection at 6th day. Results showed that BRU significantly reduced the expression of morphine tolerance, while it was ineffective to modulate its acquisition. Chromatographic fractions and pure alkaloids failed to reduce morphine tolerance. Conversely BRU, FA, and pure alkaloids administrations significantly attenuated both development and expression of morphine dependence. These data suggest that Brugmansia arborea Lagerh might have human therapeutic potential for treatment of opioid addiction

ProNGF-p75NTR axis plays a proinflammatory role in inflamed joints. A novel pathogenic mechanism in chronic arthritis

To identify the role of mature nerve growth factor (mNGF), its immature form proNGF and their receptors in arthritis inflammatio

Characterization of snowfall estimated by in situ and ground-based remote-sensing observations at Terra Nova Bay, Victoria Land, Antarctica

AbstractKnowledge of the precipitation contribution to the Antarctic surface mass balance is essential for defining the ice-sheet contribution to sea-level rise. Observations of precipitation are sparse over Antarctica, due to harsh environmental conditions. Precipitation during the summer months (November–December–January) on four expeditions, 2015–16, 2016–17, 2017–18 and 2018–19, in the Terra Nova Bay area, were monitored using a vertically pointing radar, disdrometer, snow gauge, radiosounding and an automatic weather station installed at the Italian Mario Zucchelli Station. The relationship between radar reflectivity and precipitation rate at the site can be estimated using these instruments jointly. The error in calculated precipitation is up to 40%, mostly dependent on reflectivity variability and disdrometer inability to define the real particle fall velocity. Mean derived summer precipitation is ~55 mm water equivalent but with a large variability. During collocated measurements in 2018–19, corrected snow gauge amounts agree with those derived from the relationship, within the estimated errors. European Centre for the Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) and the Antarctic Mesoscale Prediction System (AMPS) analysis and operational outputs are able to forecast the precipitation timing but do not adequately reproduce quantities during the most intense events, with overestimation for ECMWF and underestimation for AMPS

Personalization of regorafenib treatment in metastatic gastrointestinal stromal tumours in real-life clinical practice

Background: Regorafenib (REG) has now been approved as the standard third-line therapy in metastatic gastrointestinal stromal tumour (GIST) patients at the recommended dose and schedule of 160 mg once daily for the first 3 weeks of each 4-week cycle. However, it has a relevant toxicity profile that mainly occurs within the first cycles of therapy, and dose and schedule adjustments are often required to reduce the frequency or severity of adverse events and to avoid early treatment discontinuation. To date, large amounts of data on the use of REG in metastatic GIST patients in daily clinical practice are not available, and we lack information about how this treatment personalization really affects the quality of life (QoL) of patients. The aim of the present retrospective study is to build a comprehensive picture of all alternative REG strategies adopted in daily clinical practice for use in metastatic GIST patients. Methods: Metastatic GIST patients treated with dose adjustment or alternative schedules of REG at seven reference Italian centres were retrospectively included. Results: For a total of 62 metastatic GIST patients, we confirmed that REG treatment adjustment is common in clinical practice and that it is very heterogeneous, with approximately 20 different strategies being adopted. Independent of which strategy is chosen, treatment personalization has led to a clinical benefit defined as complete or partial resolution of side effects in almost all patients, affecting the duration of REG treatment. Conclusions: The personalization of REG, even if it is heterogeneous, seems to be crucial to maximize the overall treatment duration

Low loss coatings for the VIRGO large mirrors

présentée par L. PinardThe goal of the VIRGO program is to build a giant Michelson type interferometer (3 kilometer long arms) to detect gravitational waves. Large optical components (350 mm in diameter), having extremely low loss at 1064 nm, are needed. Today, the Ion beam Sputtering is the only deposition technique able to produce optical components with such performances. Consequently, a large ion beam sputtering deposition system was built to coat large optics up to 700 mm in diameter. The performances of this coater are described in term of layer uniformity on large scale and optical losses (absorption and scattering characterization). The VIRGO interferometer needs six main mirrors. The first set was ready in June 2002 and its installation is in progress on the VIRGO site (Italy). The optical performances of this first set are discussed. The requirements at 1064 nm are all satisfied. Indeed, the absorption level is close to 1 ppm (part per million), the scattering is lower than 5 ppm and the R.M.S. wavefront of these optics is lower than 8 nm on 150 mm in diameter. Finally, some solutions are proposed to further improve these performances, especially the absorption level (lower than 0.1 ppm) and the mechanical quality factor Q of the mirrors (thermal noise reduction)

CMS physics technical design report : Addendum on high density QCD with heavy ions

Peer reviewe

A multilayered post-GWAS assessment on genetic susceptibility to pancreatic cancer

Funder: Fundación Científica Asociación Española Contra el Cáncer (ES)Funder: Cancer Focus Northern Ireland and Department for Employment and LearningFunder: Intramural Research Program of the Division of Cancer Epidemiology and Genetics, National Cancer Institute, USAAbstract: Background: Pancreatic cancer (PC) is a complex disease in which both non-genetic and genetic factors interplay. To date, 40 GWAS hits have been associated with PC risk in individuals of European descent, explaining 4.1% of the phenotypic variance. Methods: We complemented a new conventional PC GWAS (1D) with genome spatial autocorrelation analysis (2D) permitting to prioritize low frequency variants not detected by GWAS. These were further expanded via Hi-C map (3D) interactions to gain additional insight into the inherited basis of PC. In silico functional analysis of public genomic information allowed prioritization of potentially relevant candidate variants. Results: We identified several new variants located in genes for which there is experimental evidence of their implication in the biology and function of pancreatic acinar cells. Among them is a novel independent variant in NR5A2 (rs3790840) with a meta-analysis p value = 5.91E−06 in 1D approach and a Local Moran’s Index (LMI) = 7.76 in 2D approach. We also identified a multi-hit region in CASC8—a lncRNA associated with pancreatic carcinogenesis—with a lowest p value = 6.91E−05. Importantly, two new PC loci were identified both by 2D and 3D approaches: SIAH3 (LMI = 18.24), CTRB2/BCAR1 (LMI = 6.03), in addition to a chromatin interacting region in XBP1—a major regulator of the ER stress and unfolded protein responses in acinar cells—identified by 3D; all of them with a strong in silico functional support. Conclusions: This multi-step strategy, combined with an in-depth in silico functional analysis, offers a comprehensive approach to advance the study of PC genetic susceptibility and could be applied to other diseases