Studio in vitro della modulazione genica e dell’effetto citotossico indotti da Cadmio in cellule SK-n-BE di neuroblastoma umano

Federico Casale, Carlo Ferretti
Laboratorio di FarmacoTossicologia Dip. di Anatomia, Farmacologia e Medicina Legale Facoltà di Scienze MFN Università degli Studi di Torino

Il cadmio è un metallo pesante ed un inquinante ambientale in di sicura e multiforme tossicità. A livello cellulare colpisce proliferazione e differenziamento, causa apoptosi ed è genotossico. Provoca modulazione nell’espressione di diversi geni e riduce l’attività di proteine coinvolte nelle difese antiossidanti. Si sospetta fortemente, inoltre, che esso possa svolgere un ruolo come distruttore endocrino ambientale. A fronte di così innumerevoli effetti tossici sono stati dimostrati o postulati diversi meccanismi d’azione, quali l’attivazione di cascate di trasduzione del segnale, l’alterazione dell’equilibrio tra sistemi enzimatici ossidanti ed antiossidanti, l’induzione dell’espressione di fattori di trascrizione e la sintesi di molecole protettive. Non è ancora chiaro se esso agisca prevalentemente attraverso la stimolazione di recettori di membrana o interferisca con le molteplici azioni intracellulari dello ione Ca2+. Queste osservazioni suggeriscono la possibilità di considerare il cadmio come un inquinante ambientale in grado di esercitare a lungo termine un effetto neurotossico sul sistema nervoso centrale, in analogia ad altre sostanze che producono ROS, come, ad esempio, alcuni erbicidi. In quest’ottica abbiamo ritenuto interessante valutare l’effetto del Cd2+ su cellule di neuroblastoma umano SK-n-BE, utilizzando sia aliquote non differenziate, con fenotipo fondamentalmente neoplastico, sia elementi differenziati con acido retinoico verso un fenotipo di tipo neuronale. In entrambi i tipi cellulari abbiamo inizialmente valutato la citotossicità del Cd2+ in relazione a processi di necrosi o apotosi. Successivamente, abbiamo analizzato i cambiamenti nell’espressione genica di proteine indotte da metalli pesanti con ruoli protettivi (metallotioneina I e II) e di fattori di trascrizione precoci responsabili di segnali di regolazione della proliferazione, differenziamento ed apoptosi (Egr-1, Nab2 e PPAR-γ). L’effetto citotossico risulta più marcato sulle cellule differenziate e la morte avviene essenzialmente per necrosi ed in misura minore per apoptosi. L’esposizione a dosi micromolari del metallo provoca un forte e rapido aumento nei livelli di proteine scavenger (metallotioneine) e l’induzione di fattori di trascrizione precoci come Egr-1, mentre diminuiscono i livelli proteici di PPAR-γ. Questo tipo di risposta indica, in questa linea cellulare, la presenza di meccanismi difensivi attivabili da Cd2+ pur in assenza di un aumento significativo dello stress ossidativo. L’induzione dell’apoptosi in cellule di derivazione neuronale, rese più sensibili dal differenziamento, può indurre il sospetto che questo metallo possa essere considerato un temibile agente nell’insorgenza di malattie croniche neurodegenerative.