NGF e modulazione adrenergica nello scompenso cardiaco

NGF E MODULAZIONE ADRENERGICA NELLO SCOMPENSO CARDIACO Studente Giuseppe Vergaro Relatore Michele Emdin Premessa. L'attivazione del sistema nervoso simpatico (SNS) rappresenta un elemento fisiopatologico essenziale nella progressione e nella prognosi dello scompenso cardiaco, soprattutto alla luce del modello interpretativo neuro-ormonale. Essa si caratterizza per una serie di alterazioni bio-molecolari, talvolta contraddittorie. Oltre ad una ridotta densità di fibre simpatiche, nel cuore scompensato si osserva infatti un ridotto reuptake e, al contempo, un aumentato spillover della noradrenalina (NA), come se il cuore fosse anche funzionalmente denervato. Inoltre, il sistema recettoriale β-adrenergico è intaccato sia quantitativamente, per la ridotta espressione dei recettori β1 e β2 sulla superficie del cardiomiocita, sia qualitativamente, per fenomeni di desensibilizzazione. Nonostante allo stato attuale siano disponibili presidi farmacologici (β-bloccanti, ACE-inibitori, sartanici) e non farmacologici (training aerobico) in grado di agire – direttamente o indirettamente – sul SNS, la prognosi dello scompenso cardiaco rimane ancora infausta. NGF (Nerve Growth Factor) è un fattore di crescita con attività neurotrofica prodotto da diversi tipi cellulari, anche al di fuori del sistema nervoso. Recentemente è stato osservato che la sua produzione cardiaca è ridotta nei soggetti affetti da scompenso rispetto a controlli sani. Inoltre, NGF è in grado - in vitro ed in modelli animali di scompenso – di indurre sul cardiomiocita modificazioni opposte a quelle appena descritte, ovvero di aumentare densità di innervazione simpatica, l’uptake della NA ed l’espressione β-recettoriale. Scopo. Obiettivo del nostro lavoro è valutare, nei pazienti affetti da scompenso cardiaco, la presenza di correlati clinici con il livello di produzione cardiaca di NGF, e stabilire se esso influenza la risposta cardiovascolare ad una serie di stimoli adrenergici. Metodi. Quattordici pazienti, con diagnosi di scompenso sistolico, sono stati arruolati prospettivamente presso l’Unità Operativa di Medicina Cardiovascolare dell’Istituto di Fisiologia Clinica - Fondazione Toscana G. Monasterio. Tutti i pazienti (7 maschi; età 59 ± 11 anni; frazione di eiezione 26.8 ± 8.3; classe NYHA I-II 86%, III-IV 14%) erano in trattamento medico ottimale, ma in wash-out di terapia β-bloccante. Ciascuno ha ricevuto una caratterizzazione clinica, strumentale e bio-umorale completa, ed è stato sottoposto ad una batteria di prove neurovegetative (deep-breathing, manovra di Valsalva, handgrip, tilt test, test dell’atropina e dell’esmololo). Inoltre è stata valutata la competenza cronotropa al test da sforzo cardiopolmonare e la sensibilità barocettiva, ed infine è stata condotta un’analisi spettrale nel dominio del tempo e della frequenza sulla registrazione Holter ECG di 48 ore. Le concentrazioni plasmatiche di NGF e delle catecolamine (A e NA), sono state calcolate - con metodo ELISA e HPLC rispettivamente - su campioni ematici prelevati dal seno coronarico, da arteria e da sangue venoso misto, nel corso di un cateterismo cardiaco. Risultati. La concentrazione di NGF rilevata nel sangue venoso misto è risultata inferiore (mediana 11,05 pg/ml; range 8,93-14,37 pg/ml, 5°-95° percentile) ai valori relativi a soggetti sani riportati in letteratura (20-100 pg/ml). Contrariamente a quanto osservato in precedenza, il gradiente trans-cardiaco di NGF non è risultato invariabilmente positivo, infatti, nella metà dei soggetti, la concentrazione di NGF in seno coronarico era inferiore a quella arteriosa. Nessuna differenza statisticamente significativa è stata osservata, nei parametri clinici, strumentali e bio-umorali, tra queste due sottopopolazioni. Nella popolazione totale, la concentrazione di NGF in seno coronarico correlava positivamente con la sensibilità barocettiva (p=0,032) e con un indice di variabilità della frequenza cardiaca, SDANN (p=0,044); quella in arteria con l’entità della risposta all’atropina (p<0,001), con la deviazione standard dell’intervallo RR, SDrr, p=0.036 e con SDANN, p=0,01. Nel gruppo con gradiente positivo, l’entità del gradiente correlava negativamente con la risposta al test dell’esmololo (p<0,001). Discussione. Nel presente lavoro abbiamo osservato una diminuita concentrazione plasmatica di NGF nei pazienti con scompenso cardiaco, attribuibile tanto ad una perdita numerica quanto ad una riduzione della capacità secretiva dei cardiomiociti. Inoltre la correlazione positiva tra livelli di NGF in seno coronarico, sensibilità barocettiva e indici nel dominio nel tempo di variabilità della frequenza cardiaca – entrambi importanti fattori prognostici nello scompenso cardiaco – suggerisce che il rilascio di NGF da parte del cardiomiocita possa rappresentare un fattore capace di influenzare positivamente, in funzione compensatoria, la modulazione autonomica della risposta cronotropa del nodo del seno

PROGNOSTIC IMPACT OF DISCORDANT VERSUS CONCORDANT LEFT BUNDLE BRANCH BLOCK IN HEART FAILURE PATIENTS UNDERGOING CARDIAC RESYNCHRONIZATION THERAPY

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Sonication-Assisted Production of Fosetyl-Al Nanocrystals: Investigation of Human Toxicity and In Vitro Antibacterial Efficacy against Xylella Fastidiosa

none10Recently, there is a growing demand in sustainable phytopathogens control research. Nanotechnology provides several tools such as new pesticides formulations, antibacterial nanomaterials and smart delivery systems. Metal nano-oxides and different biopolymers have been exploited in order to develop nanopesticides which can offer a targeted solution minimizing side effects on environment and human health. This work proposed a nanotechnological approach to obtain a new formulation of systemic fungicide fosetyl-Al employing ultrasonication assisted production of water dispersible nanocrystals. Moreover, chitosan was applicated as a coating agent aiming a synergistic antimicrobial effect between biopolymer and fungicide. Fosetyl-Al nanocrystals have been characterized by morphological and physical-chemical analysis. Nanotoxicological investigation was carried out on human keratinocytes cells through cells viability test and ultrastructural analysis. In vitro planktonic growth, biofilm production and agar dilution assays have been conducted on twoXylella fastidiosasubspecies. Fosetyl-Al nanocrystals resulted very stable over time and less toxic respect to conventional formulation. Finally, chitosan-based fosetyl-Al nanocrystals showed an interesting antibacterial activity againstXylella fastidiosasubsp.paucaandXylella fastidiosasubsp.fastidiosa.Regione Puglia, Deliberazione della Giunta Regionale n. 1410 del 12/06/2015 “Linee guida per il parco della ricerca e sperimentazione finalizzata alla prevenzione e al contenimento del complesso del disseccamento rapido dell’olivo (CODIRO)” Project FATA- “Trattamenti fitoterapici innovativi a base di vettori di chitosano” MIPAAFT, Project Oli.Di.X.I.It-“OLIvicoltura e Difesa da Xylella fastidiosa e da Insetti vettori in Italia”, D.M. 23773 del 6/09/2017.openFrancesca Baldassarre; Giuseppe Tatulli; Viviana Vergaro; Stefania Mariano; Valeria Scala; Concetta Nobile; Nicoletta Pucci; Luciana Dini; Stefania Loreti; Giuseppe CiccarellaBaldassarre, Francesca; Tatulli, Giuseppe; Vergaro, Viviana; Mariano, Stefania; Scala, Valeria; Nobile, Concetta; Pucci, Nicoletta; Dini, Luciana; Loreti, Stefania; Ciccarella, Giusepp

Targeting Inflammation With Nanosized Drug Delivery Platforms in Cardiovascular Diseases: Immune Cell Modulation in Atherosclerosis

Atherosclerosis (AS) is a disorder of large and medium-sized arteries; it consists in the formation of lipid-rich plaques in the intima and inner media, whose pathophysiology is mostly driven by inflammation. Currently available interventions and therapies for treating atherosclerosis are not always completely effective; side effects associated with treatments, mainly caused by immunodepression for anti-inflammatory molecules, limit the systemic administration of these and other drugs. Given the high degree of freedom in the design of nanoconstructs, in the last decades researchers have put high effort in the development of nanoparticles (NPs) formulations specifically designed for either drug delivery, visualization of atherosclerotic plaques, or possibly the combination of both these and other functionalities. Here we will present the state of the art of these subjects, the knowledge of which is necessary to rationally address the use of NPs for prevention, diagnosis, and/or treatment of AS. We will analyse the work that has been done on: (a) understanding the role of the immune system and inflammation in cardiovascular diseases, (b) the pathological and biochemical principles in atherosclerotic plaque formation, (c) the latest advances in the use of NPs for the recognition and treatment of cardiovascular diseases, (d) the cellular and animal models useful to study the interactions of NPs with the immune system cells

Redefining the epidemiology of cardiac amyloidosis. A systematic review and meta-analysis of screening studies

Aims An algorithm for non-invasive diagnosis of amyloid transthyretin cardiac amyloidosis (ATTR-CA) and novel disease-modifying therapies have prompted an active search for CA. We examined the prevalence of CA in different settings based on literature data. Methods and results We performed a systematic search for screening studies on CA, focusing on the prevalence, sex and age distribution in different clinical settings. The prevalence of CA in different settings was as follows: bone scintigraphy for non-cardiac reasons (n = 5 studies), 1% (95% confidence interval [CI] 0%-1%); heart failure with preserved ejection fraction (n = 6), 12% (95% CI 6%-20%); heart failure with reduced or mildly reduced ejection fraction (n = 2), 10% (95% CI 6%-15%); conduction disorders warranting pacemaker implantation (n = 1), 2% (95% CI 0%-4%); surgery for carpal tunnel syndrome (n = 3), 7% (95% CI 5%-10%); hypertrophic cardiomyopathy phenotype (n = 2), 7% (95% CI 5%-9%); severe aortic stenosis (n = 7), 8% (95% CI 5%-13%); autopsy series of 'unselected' elderly individuals (n = 4), 21% (95% CI 7%-39%). The average age of CA patients in the different settings ranged from 74 to 90 years, and the percentage of men from 50% to 100%. Many patients had ATTR-CA, but the average percentage of patients with amyloid light-chain (AL) CA was up to 18%. Conclusions Searching for CA in specific settings allows to identify a relatively high number of cases who may be eligible for treatment if the diagnosis is unequivocal. ATTR-CA accounts for many cases of CA across the different settings, but AL-CA is not infrequent. Median age at diagnosis falls in the eighth or ninth decades, and many patients diagnosed with CA are women

Low-Intensity Light-Responsive Anticancer Activity of Platinum(II) Complex Nanocolloids on 2D and 3D In Vitro Cancer Cell Model

none8This study aimed to evaluate the therapeutic efficacy of low-intensity visible light responsive nanocolloids of a Pt-based drug using a 2D and three-dimensional (3D) in vitro cancer cell model. Biocompatible and biodegradable polymeric nanocolloids, obtained using the ultrasonication method coupled with Layer by Layer technology, were characterized in terms of size (100 ± 20 nm), physical stability, drug loading (78%), and photoactivation through spectroscopy studies. The in vitro biological effects were assessed in terms of efficacy, apoptosis induction, and DNA-Pt adducts formation. Biological experiments were performed both in dark and under visible light irradiation conditions, exploiting the complex photochemical properties. The light-stimuli responsive nanoformulation gave a significant enhancement in drug bioactivity. This allowed us to achieve satisfying results by using nanomolar drug concentration (50 nM), which was ineffective in darkness condition. Furthermore, our nanocolloids were validated in 3D in vitro spheroids using confocal microscopy and cytofluorimetric assay to compare their behavior on culture in 2D monolayers. The obtained results confirmed that these nanocolloids are promising tools for delivering Pt-based drugs.This study was supported by “Tecnopolo di Nanotecnologia e Fotonica per la Medicina di Precisione” (TECNOMED)-FISR/MIUR-CNR: delibera CIPE n.3449 del 7/08/2017, CUP: B83B17000010001; “Tecnopolo per la Medicina di precisione” (TecnoMed Puglia) - Regione Puglia: DGR n.2117 del 21/11/2018, CUP: B84I18000540002.openViviana Vergaro; Francesca Baldassarre; Federica De Castro; Danilo Migoni; Maria Michela Dell’Anna; Piero Mastrorilli; Francesco Paolo Fanizzi; Giuseppe CiccarellaVergaro, Viviana; Baldassarre, Francesca; DE CASTRO, Federica; Danilo, Migoni; Michela Dell’Anna, Maria; Mastrorilli, Piero; Fanizzi, Francesco Paolo; Ciccarella, Giusepp

Enhanced Bioactivity of Pomegranate Peel Extract following Controlled Release from CaCO3 Nanocrystals

none9Pomegranate peel extract is rich of interesting bioactive chemicals, principally phenolic compounds, which have shown antimicrobial, anticancer, and antioxidative properties. The aim of this work was to improve extract’ bioactivity through the adsorption on calcium carbonate nanocrystals. Nanocrystals revealed as efficient tools for extract adsorption reaching 50% of loading efficiency. Controlled release of the contained metabolites under acidic pH has been found, as it was confirmed by quantitative assay and qualitative study through NMR analysis. Specific functionality of inorganic nanocarriers could be also tuned by biopolymeric coating. The resulting coated nanoformulations showed a great antimicrobial activity against B. cinerea fungus preventing strawberries disease better than a commercial fungicide. Furthermore, nanoformulations demonstrated a good antiproliferative activity in neuroblastoma and breast cancer cells carrying out a higher cytotoxic effect respect to free extract, confirming a crucial role of nanocarriers. Finally, pomegranate peel extract showed a very high radical scavenging ability, equal to ascorbic acid. Antioxidant activity, measured also in intracellular environment, highlighted a protective action of extract-adsorbed nanocrystals twice than free extract, providing a possible application for new nutraceutical formulations.Regione Puglia, Project Research for Innovation (REFIN) “Sintesi di un sistema teranostico a base di nano-cellulosa per la detection e la cura dei tumori” Ministero dello Sviluppo Economico, bando “AGRIFOOD” D.M. 5 marzo 2018 Capo III. Prog. N. F/200060/01-03/X45 PERSEFONE - Punica granatum e Nanotecnologie: una value chain per la valorizzazione degli scarti e sottoprodotti finalizzata alla produzione di integratori alimentari e compost. PON Ricerca e Innovazione 2014-2020 - Avviso per la presentazione di progetti dei Ricerca Industriale e Sviluppo Sperimentale nelle 12 aree di specializzazione individuate dal PNR 2015 – 2020, di cui al Decreto Direttoriale MIUR del 13 luglio 2017, n. 1735 NanotEcnologie chiMiche green per la protEzione Sostenibile delle pIante (NEMESI) ARS01_01002 Area di Specializzazione “Chimica Verde” CUP: F36C18000180005, Ministero dell'Università e Ricerca. “Olivicoltura e difesa da Xylella fastidiosa e da insetti vettori in Italia - (Oli.Di.X.I.It)”, prot. Mipaaf n.0011485 del 05/04/2017 Ministry of Agricultural, Food and Forestry Policies.openFrancesca Baldassarre; Viviana Vergaro; Federica De Castro; Francesca Biondo; Gian Paolo Suranna; Paride Papadia; Francesco P. Fanizzi; Domenico Rongai; Giuseppe CiccarellaBaldassarre, Francesca; Vergaro, Viviana; DE CASTRO, Federica; Biondo, Francesca; Suranna, Gian Paolo; Papadia, Paride; Fanizzi, Francesco P.; Rongai, Domenico; Ciccarella, Giusepp

Cardiovascular toxicity from therapies for light chain amyloidosis

: Amyloid light-chain (AL) amyloidosis is a hematological disorder characterized by abnormal proliferation of a plasma cell clone producing monoclonal free light chains that misfold and aggregate into insoluble fibrils in various tissues. Cardiac involvement is a common feature leading to restrictive cardiomyopathy and poor prognosis. Current first-line treatments aim at achieving hematological response by targeting the plasma cell clones, and these have been adapted from multiple myeloma therapy. Patients with AL amyloidosis often exhibit multiorgan involvement, making them susceptible to cancer therapy-related cardiovascular toxicity. Managing AL amyloidosis is a complex issue that requires enhanced knowledge of the cardio-oncological implications of hematological treatments. Future research should focus on implementing and validating primary and secondary prevention strategies and understanding the biochemical basis of oncological therapy-related damage to mitigate cardiovascular toxicity