Titolo

RNA come nuovo target di agenti tossici e protettivi

 

Autori

Carmela Fimognari, Dipartimento di Farmacologia, Alama Mater Studiorum-Università di Bologna

 

Abstract

Nonostante i suoi potenziali effetti sulla fisiologia cellulare, l’RNA rappresenta un target biologico scarsamente esaminato nell’ambito della ricerca biomedica. A dispetto della grande mole di studi indirizzati alla valutazione del danno al DNA, limitatissimi sono, invece, gli studi su composti RNA-lesivi e pressoché inesistenti le implicazioni fisiopatologiche riconducibili ad un danno a livello dell’RNA. Essendo caratterizzato da una struttura ed una localizzazione nettamente meno protette, l’RNA, almeno in linea teorica, potrebbe essere maggiormente suscettibile al danno da parte di sostanze tossiche rispetto al DNA Inoltre, la maggior parte dell’RNA cellulare ha un ruolo funzionale, mentre solo il 28% del DNA umano viene trascritto in RNA e addirittura solo il 5% delle sequenze trascritte ha capacità codificante (Baltimore, 2001). Di conseguenza, un agente tossico in grado di interagire con entrambi gli acidi nucleici ha molte più possibilità di alterare la fisiologia cellulare attraverso un danno all’RNA piuttosto che al DNA. A conferma di ciò, sono ormai numerose le evidenze di un probabile coinvolgimento dell’RNA nell’eziopatogenesi di alcune patologie ad alto impatto sociale e ad alta incidenza, caratterizzati da prognosi sovente infausta e prevenzione non sempre realizzabile, quali le malattie neurodegenerative, l’aterosclerosi, il cancro. Ciò indirizza in modo sempre più pressante la ricerca verso lo sviluppo di approcci idonei ed accurati per il rilevamento di un danno all’RNA che consentano l’identificazione sia di composti tossici che protettivi a questo livello. Lo studio è stato essenzialmente affrontato su una linea cellulare umana, costituita da cellule T-linfoblastoidi, ben caratterizzata ed ampiamente utilizzata per la valutazione di eventi cellulari e molecolari associati allo sviluppo di patologie cronico-degenerative. L’obiettivo è stato perseguito mediante messa a punto di una metodica basata sull’analisi dell’integrità dell’RNA attraverso elettroforesi capillare. Colture di cellule T-linfoblastoidi sono state trattate con diversi xenobiotici a diverso meccanismo d’azione (perossido di idrogeno, spermina NONOato, S-nitroso-N-acetil-DL-penicillammina, doxorubicina, etil metansulfonato). Un danno a livello dell’RNA è stato indotto da tutti i composti in studio, sebbene la loro potenza RNA-lesiva sia fortemente diversificata. Visto il coinvolgimento del danno all’RNA in diverse patologie, il passo successivo è stato quello di identificare composti in grado di proteggere l’RNA dall’attacco chimico. A tal fine sono stati indagati diversi composti sia naturali che sintetici a riconosciuta attività chemiopreventiva nei confronti del danno al DNA (es.: estratti polifenolici, isotiocianati). I risultati ottenuti sono stati molto interessanti. Infatti, composti come gli isotiocianati, noti ormai per la loro capacità di contrastare eventi precoci di patologie cronico-degenerative come il danno al DNA, esibiscono attività RNA-lesiva. Pur dopo identificazione di un intervallo di concentrazioni in cui l’effetto RNA-lesivo non si evidenziava, gli isotiocianati hanno comunque esaltato l’effetto RNA-lesivo di perossido di idrogeno, spermina NONOato, S-nitroso-N-acetil-DL-penicillammina e doxorubicina. Più incoraggianti sono stati i risultati ottenuti per alcuni estratti polifenolici, come quello di melograno. L’estratto si è dimostrato proteggere l’RNA dal danno indotto da spermina, doxorubicina e perossido di idrogeno. L’effetto protettivo si è evidenziato in particolare solo in alcune condizioni di trattamento, sottolineando, quindi, l’esistenza di specifici meccanismi alla base della sua capacità di contrastare il danno all’RNA che dovranno essere attentamente indagati. Nel loro insieme, i risultati del nostro studio sottolineano l’importanza di un’accurata valutazione del danno all’RNA per la definizione del profilo tossicologico di uno xenobiotico. Sulla base dell’esperienza con gli isotiocianati, in grado di indurre un danno all’RNA ma non al DNA, sembra razionale concludere che la sola definizione dell’impatto di uno xenobiotico sul DNA non sia predittiva del suo impatto sugli acidi nucleici considerati nella loro totalità.