Ma siamo ancora ai preliminari, se non perdiamo la vista non perdiamoci di vista
Un enzima in studio per il trattamento di alcuni tipi di cancro si sta anche dimostrando promettente nel ridurre il significativo danno alla vista che può derivare dal diabete e dal parto prematuro, riferiscono gli scienziati.
L’infiammazione è considerata un segno distintivo del cancro. È anche pervasivo in entrambe queste condizioni oculari potenzialmente accecanti, in cui l’ossigeno inadeguato agli occhi provoca la crescita di nuovi vasi sanguigni per fornire meglio l’ossigeno, ma che invece spesso ostruiscono il percorso visivo e diventano permeabili, causando gonfiore, ostacolando ulteriormente la vista .
Scienziati del Medical College of Georgia riferiscono in studi appena pubblicati sulle riviste Cell Death and Disease and Cells , aumentando la prova che rendere disponibile una maggiore quantità di enzima arginasi 1, o A1, aiuta ad alleviare queste risposte malsane e interrompere una risposta naturale del corpo che promuove in corso distruttivo, alti livelli di infiammazione sia nella retinopatia diabetica che nella retinopatia del prematuro .
La chiave del processo è rendere meno disponibile l’amminoacido L-arginina. Con il diabete, ad esempio, i livelli elevati di zucchero nel sangue e lipidi, nonché lo stress ossidativo, aumentano l’espressione dell’ossido nitrico sintasi inducibile, o iNOS, che utilizza la L-arginina per aiutare a produrre ancora più infiammazione e promuovere la progressione della malattia. Il modo in cui dovrebbe funzionare è che iNOS aumenta in risposta a un’infezione, quindi le cellule A1 ad alta espressione si spostano per spegnere iNOS e ridurre l’infiammazione.
CREDITO
Mike Holahan, Università di Augusta
Questo perché A1 compete con iNOS per la L-arginina. Hanno teorizzato che più A1, che in realtà scompone la L-arginina in due prodotti, renderebbe disponibile meno L-arginina per “alimentare questa (malsana) esplosione di iNOS” e contribuirebbe a ridurre il circolo vizioso dell’infiammazione e dei relativi danni, afferma il dott. William Caldwell , farmacologo e presidente emerito del Dipartimento di Farmacologia e Tossicologia del MCG.
“Se riduci i livelli di L-arginina, iNOS non può funzionare. Questo migliorerà le cose”, afferma Caldwell.
Come ottimo esempio di come tutto nel corpo riguardi l’equilibrio, il potente dilatatore dei vasi sanguigni NO, o ossido nitrico, prodotto da iNOS, è buono per i vasi sanguigni e la pressione sanguigna quando è prodotto a bassi livelli dalle cellule endoteliali che rivestono vasi sanguigni. Questo NO ha l’ulteriore vantaggio di essere antinfiammatorio. Ma gli alti livelli “tossici” prodotti da iNOS determinano la produzione di specie di ossigeno più reattive, che alimentano l’infiammazione, che sostanzialmente “arrugginisce” qualunque tessuto tocchi, dice Caldwell.
Hanno scoperto che quando a un topo diabetico e obeso che mangia costantemente e sviluppa una condizione simile alla retinopatia diabetica in fase iniziale viene somministrato A1 tre volte a settimana per due settimane, migliora la loro acuità visiva e consente ai roditori di distinguere meglio i gradi di oscurità, come sfumature di grigio.
I topi presentavano meno stress ossidativo e infiammazione nella retina, ripristino della barriera ematica retinica protettiva per aiutare a evitare la fuoriuscita di minuscoli capillari e il gonfiore e il danno che ne sarebbero seguiti e una ridotta progressione della retinopatia diabetica, afferma la dott.ssa Ruth B. Caldwell , biologo cellulare presso il Centro di Biologia Vascolare MCG.
Al contrario, hanno dimostrato che i topi che esprimono solo la metà della normale quantità di A1 hanno una crescita più anormale dei vasi sanguigni e lesioni retiniche, scrivono. William Caldwell osserva che quando l’A1 viene completamente eliminato, i topi e le persone moriranno di avvelenamento da ammoniaca perché un altro importante lavoro in corso di A1 è lavorare costantemente nel fegato per aiutare a eliminare l’ammoniaca, che viene prodotta quando le proteine, un elemento costitutivo di base del corpo, sono scomposti.
Ecco come l’A1 occupa così tanta L-arginina, che scinde o taglia per formare urea, una forma di ammoniaca che può essere eliminata nelle urine, e l-ornitina, che è importante per le normali funzioni fisiologiche come la proliferazione cellulare e la formazione del collagene.
Gli scienziati dell’MCG hanno anche dimostrato che l’A1 è naturalmente presente nelle cellule immunitarie e nelle cellule retiniche dei topi con retinopatia indotta dall’ossigeno, un modello comune per la crescita distruttiva dei vasi sanguigni che si verifica nella retinopatia del prematuro. Il modello viene utilizzato anche per imitare alcuni aspetti della retinopatia diabetica perché i topi diabetici non vivono abbastanza a lungo da sviluppare una malattia oculare conclamata. Hanno anche trovato A1 presente nelle retine di esseri umani con retinopatia diabetica e in campioni di sangue di giovani pazienti con retinopatia del prematuro.
Il potere antinfiammatorio dell’IA si manifesta nel modo in cui può impedire a quelle cellule immunitarie, chiamate macrofagi, che possono sia promuovere che ridurre l’infiammazione, dal diventare troppo proinfiammatorie, afferma Ruth Caldwell.
Nota che numerosi antiossidanti e altri agenti antinfiammatori sono stati provati e non sono riusciti ad aiutare i pazienti con queste condizioni. “Quello che pensiamo stia accadendo è che questo A1 pegilato sta riducendo all’interno di queste cellule immunitarie la capacità di produrre ossido nitrico sintasi inducibile in grandi quantità. Pensiamo che questo sia l’accordo”.
A1 normalmente si rompe in pochi minuti, quindi come con gli studi sul cancro, che non possono crescere e sopravvivere senza L-arginina, hanno usato una forma pegilata artificiale, o stabile, che invece rimane in giro per giorni.
Sono necessarie nuove terapie accessibili per evitare le conseguenze visive del diabete di tipo 1 e 2, nonché la retinopatia del prematuro, affermano i Caldwell. I loro studi indicano che nelle malattie in cui la barriera ematica retinica è rotta, l’A1 può penetrare nell’occhio rendendo superflui i colpi diretti nell’occhio, il che dovrebbe rendere il trattamento molto più accessibile, affermano gli scienziati. La terapia anti-VEGF (fattore di crescita endoteliale vascolare), ad esempio, utilizzata anche per combattere la crescita di vasi sanguigni anormali e che perdono, richiede iniezioni nella parte posteriore dell’occhio.
I Caldwell sono autori co-corrispondenti sui due nuovi articoli. Il dottor Abdelrahman Y. Fouda, l’ex borsista post-dottorato di Ruth Caldwell che ora fa parte della facoltà dell’Università dell’Arkansas per il Medical Sciences College of Medicine, è il primo autore del documento Cell Death and Disease . Il dottor Ammar A. Abdelrahman , un post-dottorato nel laboratorio di William Caldwell, è il primo autore del documento Cells .
Il team scientifico ha già dimostrato che la somministrazione di A1 pegilato migliora la protezione nel danno da ischemia/riperfusione, quando l’apporto di ossigeno viene perso per un tempo limitato, come con una ferita da coltello, quindi l’apporto di sangue viene ripristinato; nel trauma maggiore del nervo ottico; e dopo un ictus ischemico, di gran lunga il tipo di ictus più comune in cui un coagulo interrompe tipicamente l’afflusso di sangue e ossigeno a una parte del cervello.
I progetti di ricerca sono stati supportati dal National Eye Institute, dal James and Jean Culver Vision Discovery Institute dell’Università di Augusta e dal Department of Veterans Affairs.