Il ruolo dello stress ossidativo nei tumori della tiroide, valutato attraverso la spettroscopia di risonanza paramagnetica elettronica e di risonanza magnetica nucleare: la nostra esperienza in chirurgia tiroidea

Abstract

In molti casi , nelle cellule tumorali tiroidee è stato evidenziato un aumento dello stress ossidativo ed un deficit nel sistema antiossidante, ma gli effetti dello stress ossidativo sulla funzione cellulare rimangono ancora in gran parte sconosciuti. In questo studio abbiamo approfondito il ruolo di alcuni enzimi antiossidanti contenenti selenio, come glutatione perossidasi (GPx1) e tioredossina reduttasi (TrxR1), nei tumori della tiroide, valutando anche, mediante la spettroscopia di Risonanza Paramagnetica Elettronica (EPR), la formazione diretta dei radicali liberi nelle cellule tumorali. Inoltre, utilizzando la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare ad alta risoluzione (HR-NMR), abbiamo identificato alcuni metaboliti nelle cellule tumorali della tiroide, che potrebbero essere l’espressione di un cambiamento del metabolismo cellulare in questo tipo di tumore. Campioni di carcinoma tiroideo e tessuto tiroideo sano sono stati raccolti da pazienti sottoposti a tiroidectomia totale per tumore tiroideo ed utilizzati per eseguire sia le analisi spettroscopiche con EPR e NMR, sia la valutazione dell’espressione degli enzimi antiossidanti. Nei nostri campioni abbiamo riscontrato un aumento significativo della formazione dei radicali liberi, mediante spettroscopia EPR, ed una riduzione sia dell’espressione degli enzimi antiossidanti GPx1 e TrxR1. L'analisi metabolomica, condotta mediante spettroscopia NMR, ha dimostrato, inoltre, una differenza significativa nell’espressione di alcuni metaboliti nel tessuto sano, rispetto al tessuto tumorale, evidenziando, in quest’ultimo, una riduzione di succinato, aspartato, mioinositolo, Cho, citrato e glutatione e un aumento di glutammato e acetato. Questi cambiamenti nel metabolismo cellulare riflettono una riduzione dell'attività del ciclo di Krebs a favore della glicolisi nei tumori tiroidei, in presenza di un significativo aumento dello stress ossidativo. I nostri risultati evidenziano che le cellule tumorali tiroidee sono in grado di riprogrammare la loro attività metabolica per sopravvivere in condizioni di elevato stress ossidativo e con un sistema antiossidante compromesso, evidenziando per la prima volta, una connessione tra stress ossidativo e l'alterazione del profilo metabolico nei tumori della tiroide