EFFETTO DELL’ESPOSIZIONE FETALE E NEONATALE ALL’AFB1 SULL’ATTIVITÀ ACETILCOLINESTERASICA NEL TOPO

Cometa M. F., Volpe M. T., Fortuna S., Lorenzini P., Meneguz A., Palmery M1. Dipartimento del Farmaco, Istituto Superiore di Sanità- Roma 1Dipartimento di Fisiologia e Farmacologia “Vittorio Erspamer"- Sapienza Università di Roma

Le Aflatossine, micotossine prodotte da ceppi del genere Aspergillus, sono considerate contaminanti alimentari ad elevato impatto tossicologico. Le vie di esposizione sono prevalentemente costituite da matrici alimentari suscettibili all’attacco fungino sia in qualità di materie prime (cereali, semi oleaginosi, spezie, frutta secca ed essiccata), sia di prodotti derivati (latte, sfarinati) e trasformati (yogurt, formaggi). Si tratta essenzialmente di epatotossine dotate di attività cancerogena, mutagena e probabilmente teratogena e sebbene i limiti di ammissibilità all’interno dei prodotti suscettibili della loro contaminazione siano stati stabiliti a livello normativo, particolare preoccupazione desta l’impatto della multi-esposizione ad agenti contaminanti alimentari analoghi soprattutto nelle fasce di età più basse. Inoltre, a dispetto delle numerosissime evidenze sperimentali sugli effetti cronici dell’AFB1, in seguito a segnalazioni di epidemie di aflatossicosi acuta in zone particolarmente esposte all’azione di funghi tossigeni (Kenia, Asia sud-orientale), si è cominciato a considerare anche gli aspetti legati alle esposizioni acute alle aflatossine che si manifestano prevalentemente con una sintomatologia di tipo colinergico ad esito fatale, sia nell’animale sia nell’uomo. Sulla base di tali indicazioni, in nostri studi precedenti si è indagato sul coinvolgimento del sistema colinergico (Luzi et al, Toxicology in vitro, 2002) e in particolar luogo sull’effetto indotto dall’AFB1 sull’attività dell’Acetilcolinesterasi (AChE) (Cometa et al, Toxicology 2005). Le principali conclusioni di tali studi sono che l’AFB1 altera l’attività dell’AChE cerebrale (nel topo adulto); inibisce differentemente l’attività delle due isoforme enzimatiche molecolari G4 e G1 e dall’analisi delle cinetiche di inibizione, emerge che l’AFB1 agisce attraverso un legame non covalente con il sito di legame periferico dell’AChE (PAS) più sostanzialmente legato alle funzioni non colinergiche dell’enzima (regolazione dell’adesione cellulare). Gli effetti di inibizione enzimatica giustificherebbero dunque i sintomi colinergici osservati nelle esposizioni acute ad AFB1, ma soprattutto l’alterata attività dell’AChE si è rivelata un nuovo target tossicologico dell’AFB1. L’effetto dell’AFB1 sulle specifiche isoforme molecolari, entrambe esposte a regolazione durante lo sviluppo evolutivo, hanno fornito il supporto razionale per la pianificazione di una sperimentazione per la valutazione dell’impatto tossicologico nello sviluppo in seguito a differente via di esposizione (durante il periodo gestazionale, durante l’allattamento oppure per esposizione diretta in un periodo comunque di immaturità metabolica). Il presente protocollo sperimentale, applicato sul modello sperimentale murino, è stato quindi impostato al fine di indagare il potenziale effetto dell’AFB1 sull’attività dell’AChE cerebrale alla nascita (Post Natal Day: PND0) e nella prima fase critica dello sviluppo (PND5) nei piccoli esposti durante il periodo gestazionale (gestational day: GD1-GD21), o dopo la nascita (PND0-PND5) o in entrambe le fasi. Il trattamento durante la fase gestazionale è stato effettuato nelle mamme per os (gavage 1 mg/kg di AFB1- somm. ogni 48h) durante la fase post natale PND 0-5 per os (gavage 1 mg/kg di AFB1 somm. ogni 24h) e s.c. nei piccoli trattati da PND0 a PND5 (0,1 mg/kg- somm. ogni 24 ore). Dai risultati di questo studio condotto in vivo si evince essenzialmente che l’esposizione post-natale sia essa diretta (p=8,22x10-14), sia solo attraverso l’allattamento (p=5,09x10-9) dal PND0 al PND5, induce significative alterazioni dell’attività dell’AChE. Ipoteticamente è possibile considerare che i piccoli siano essenzialmente esposti nella fase post natale anche all’effetto del metabolita dell’AFB1 (AFM1). Nei piccoli esposti solo durante la fase gestazionale, sacrificati al momento del parto, si è osservato invece una debole inibizione dell’attività enzimatica cerebrale (p=0,011) con un significativo recupero della stessa quando sacrificati 5 giorni dopo il parto. Quest’ultima osservazione è assolutamente in linea con le ben documentate capacità di sintesi dell’AChE particolarmente elevate durante le fasi dello sviluppo (Ricceri et al, Toxicology and Applied Pharmacology, 2003). D’altro canto l’attività dell’AChE cerebrale delle mamme non è mai risultata alterata. Tale risultato sarebbe giustificato dalla importante espressione dell’enzima GSH S-transferasi che "detossificherebbe" anche concentrazioni epatiche elevate di AFB1, proteggendo l’attività dell’AChE dall’effetto "tossico" dell’AFB1 analogamente ad altri sistemi e target biologici e conferendo alla specie topo un’alta resistenza agli effetti tossicologici indotti dall’AFB1. Alla luce delle preliminari evidenze in vivo si ritiene ragionevole approfondire gli studi durante le fasi successive dello sviluppo per conoscere l’impatto dell’inibizione selettiva delle isoforme molecolari dell’AChE sulla funzionalità colinergica e non colinergica dell’enzima. Infine è importante sottolineare che, nonostante il topo sia tradizionalmente considerato una specie "resistente" agli effetti tossici "noti" delle aflatossine, nel nostro contesto sperimentale si è rivelato un modello estremamente sensibile e maneggevole oltre che per gli studi in vitro anche per le esposizioni in vivo durante lo sviluppo, fornendo in questo contesto un nuovo strumento di studio a supporto della valutazione del rischio.