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Gli scienziati scoprono come la caffeina protegge dalle malattie cardiovascolari

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Gli scienziati hanno una nuova comprensione degli effetti protettivi della caffeina sul sistema cardiovascolare. Sebbene i suoi effetti stimolanti siano stati da tempo caratterizzati, un team di ricercatori canadesi ha scoperto come la caffeina interagisce con i fattori cellulari chiave per rimuovere il colesterolo dal flusso sanguigno.

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In media, l’adulto abituale consumo di caffeina ingerisce da 400 a 600 mg di caffeina al giorno, circa due o tre tazze di caffè al giorno. Alcuni studi recenti a livello di popolazione hanno dimostrato che i bevitori di caffè e tè con quella quantità di caffeina hanno un rischio ridotto di morte per malattie cardiovascolari, ma una spiegazione biochimica di questo fenomeno è sfuggita da tempo ai ricercatori, fino ad ora.

In uno studio fondamentale, i ricercatori hanno scoperto che la caffeina è responsabile dell’attivazione di un effetto a cascata che alla fine riduce il  LDL nel sangue, il cosiddetto colesterolo “cattivo”. Alti livelli di colesterolo LDL sono associati ad un aumentato rischio di malattie cardiovascolari.

Il team di studio è stato guidato da Richard Austin e Paul Lebeau dell’Hamilton Center for Kidney Research presso l’Istituto di ricerca di St. Joe’s Hamilton.

A L’effetto della caffeina (CF; 200 µM) sull’espressione dell’mRNA di SREBP2 e SREBP1 è stato esaminato negli epatociti primari di topo (PMH) in presenza e assenza di thapsigargin (TG; 100 nM), un attivatore affermato degli SREBP. È stato anche esaminato il prodotto a valle dell’attività trascrizionale SREBP2, HMGR. B, C L’effetto inibitorio della FC su SREBP2 è stato esaminato anche negli epatociti umani primari (PHH) e nelle cellule HepG2. D Inibizione SREBP1 mediata da CF è stata anche esaminata in PMH (* p <0,05). Le cellule E-G HuH7 sono state trasfettate con un costrutto reporter che codifica per una proteina fluorescente verde guidata dall’elemento regolatore degli steroli (SRE-GFP; colore verde). Le cellule sono state successivamente trattate con CF (200 µM) e/o TG (100 nM) 24 ore dopo. L’espressione di GFP e nucleare (n)SREBP2 è stata esaminata tramite analisi immunoblot. L’espressione di GFP è stata anche valutata mediante colorazione immunofluorescente, che è stato quantificato utilizzando ImageJ. H La localizzazione cellulare di SREBP2 (colore verde) nelle cellule HuH7 trattate con CF e TG è stata anche esaminata tramite colorazione immunofluorescente. I nuclei contenenti SREBP2 attivato sono indicati da frecce bianche. Per tutti i dati in questa figura, n = 5 campioni biologicamente indipendenti per gruppo; i dati presentati sono la media ± sd). Barre di scala; G 100 µm; H 20 µm. I confronti statistici tra due gruppi sono stati condotti utilizzando test t di Student a due code spaiati, mentre i confronti tra più gruppi sono stati confrontati utilizzando ANOVA unidirezionali con il test post-hoc Tukey HSD (*p <0,05; **p <0,01; * **p < 0,001; ****p < 0,0001). Credito: DOI: 10.1038/s41467-022-28240-9 H La localizzazione cellulare di SREBP2 (colore verde) nelle cellule HuH7 trattate con CF e TG è stata anche esaminata tramite colorazione immunofluorescente. I nuclei contenenti SREBP2 attivato sono indicati da frecce bianche. Per tutti i dati in questa figura, n = 5 campioni biologicamente indipendenti per gruppo; i dati presentati sono la media ± sd). Barre di scala; G 100 µm; H 20 µm. I confronti statistici tra due gruppi sono stati condotti utilizzando test t di Student a due code spaiati, mentre i confronti tra più gruppi sono stati confrontati utilizzando ANOVA unidirezionali con il test post-hoc Tukey HSD (*p <0,05; **p <0,01; * **p < 0,001; ****p < 0,0001). Credito: DOI: 10.1038/s41467-022-28240-9 H La localizzazione cellulare di SREBP2 (colore verde) nelle cellule HuH7 trattate con CF e TG è stata anche esaminata tramite colorazione immunofluorescente. I nuclei contenenti SREBP2 attivato sono indicati da frecce bianche. Per tutti i dati in questa figura, n = 5 campioni biologicamente indipendenti per gruppo; i dati presentati sono la media ± sd). Barre di scala; G 100 µm; H 20 µm. I confronti statistici tra due gruppi sono stati condotti utilizzando test t di Student a due code spaiati, mentre i confronti tra più gruppi sono stati confrontati utilizzando ANOVA unidirezionali con il test post-hoc Tukey HSD (*p <0,05; **p <0,01; * **p < 0,001; ****p < 0,0001). Credito: DOI: 10.1038/s41467-022-28240-9 G 100 µm; H 20 µm. I confronti statistici tra due gruppi sono stati condotti utilizzando test t di Student a due code spaiati, mentre i confronti tra più gruppi sono stati confrontati utilizzando ANOVA unidirezionali con il test post-hoc Tukey HSD (*p <0,05; **p <0,01; * **p < 0,001; ****p < 0,0001). Credito: DOI: 10.1038/s41467-022-28240-9 G 100 µm; H 20 µm. I confronti statistici tra due gruppi sono stati condotti utilizzando test t di Student a due code spaiati, mentre i confronti tra più gruppi sono stati confrontati utilizzando ANOVA unidirezionali con il test post-hoc Tukey HSD (*p <0,05; **p <0,01; * **p < 0,001; ****p < 0,0001). Credito: DOI: 10.1038/s41467-022-28240-9

Hanno scoperto che il consumo di caffeina era collegato a una diminuzione dei livelli di PCSK9 nel sangue. PCSK9 è una proteina che riduce la capacità del fegato di elaborare il colesterolo LDL in eccesso. In assenza di PCSK9, più colesterolo LDL può essere rimosso rapidamente dal flusso sanguigno attraverso il recettore LDL situato sulla superficie del fegato.

“Questi risultati ora forniscono il meccanismo alla base del quale la caffeina e i suoi derivati ??possono mitigare i livelli di PCSK9 nel sangue e quindi ridurre il rischio di malattie cardiovascolari”, ha affermato Austin, autore senior dello studio e professore presso il Dipartimento di Medicina della McMaster University.

In particolare, è stato dimostrato che la caffeina e i suoi derivati ??bloccano l’attivazione di una proteina chiamata SREBP2, che altrimenti aumenta l’espressione del PCSK9 epatico e il suo trasporto nel flusso sanguigno.

“Dato che SREBP2 è implicato in una serie di malattie cardiometaboliche, come il diabete e  , questi risultati possono avere implicazioni di vasta portata”, ha aggiunto Austin.

Questo effetto domino molecolare è simile a un fenomeno precedentemente descritto da Austin e Lebeau. Nel 2021, hanno scoperto come una rara variante genetica del gene PCSK9, che riduce la secrezione di PCSK9 dal fegato, ha portato a livelli di colesterolo più bassi e una durata della vita più lunga per coloro che portano questa variante.

Lo studio è stato pubblicato oggi sulla rivista Nature Communications . Il team interdisciplinare comprendeva ricercatori di diversi dipartimenti della McMaster University, nonché il Libin Cardiovascular Institute of Alberta presso l’Università di Calgary e il Clinical Research Institute di Montreal affiliato all’Università di Montreal.

“Questi risultati hanno implicazioni di ampia portata in quanto collegano questo composto biologicamente attivo ampiamente consumato al metabolismo del colesterolo a livello molecolare”, ha affermato il coautore Guillaume Paré, che studia la genetica e l’epidemiologia molecolare delle malattie cardiovascolari.

“Questa scoperta è stata del tutto inaspettata e mostra che cibi e bevande ordinari hanno effetti molto più complessi di quanto pensiamo”, ha affermato il professore di patologia e  McMaster .

Lavorando con il coautore dello studio e chimico medicinale Jakob Magolan, il team ha sviluppato nuovi derivati ??della caffeina che possono abbassare i livelli ematici di PCSK9 con una potenza molto maggiore rispetto alla caffeina, aprendo la possibilità di sviluppare nuovi farmaci per ridurre il colesterolo LDL.

“Siamo entusiasti di perseguire questa nuova classe di farmaci, o nutraceutici, per il potenziale trattamento e prevenzione delle  “, ha affermato Magolan, professore associato di biochimica e scienze biomediche presso McMaster.

I ricercatori stanno anche esplorando ulteriori benefici per la salute della caffeina e dei suoi derivati ??oltre a quelli osservati nel presente studio.

“È emozionante vedere un altro potenziale beneficio clinico dalla caffeina”, ha detto il coautore dello studio Mark Tarnopolsky, un professore di medicina della McMaster che ha precedentemente dimostrato che  migliora la funzione neuromuscolare.


Ulteriori informazioni: Paul F. Lebeau et al, La caffeina blocca l’espressione epatica di PCSK9 indotta da SREBP2 per migliorare la clearance del colesterolo mediata da LDLR, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-28240-9

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