Il Tebuconazolo e l'Econazolo appartengono, rispettivamente, alla classe dei fungicidi triazolici e imidazolici, largamentemente utilizzati su scala mondiale (il primo in ambito agro-alimentare come pesticida e l’altro come antimicotico in ambito clinico). Sebbene sia stata descritta la loro tossicità riproduttiva nei mammiferi, il loro effetto sul sistema riproduttivo maschile è ancora attualmente oggetto di studio. Considerando realisticamente che tutti gli esseri umani possano essere esposti contemporaneamente a diversi composti azolici, lo scopo principale di questo lavoro è stato quello di indagare la tossicità combinata in vitro di Tebuconazolo ed Econazolo (MIX) sulle attività metaboliche e funzionali di cellule del Sertoli TM4 e di valutarne il meccanismo molecolare di azione. Il nostro studio dimostra che il Tebuconazolo (40 µM) e l'Econazolo (20 µM) agiscono sinergicamente nel mediare la riduzione del potenziale di membrana mitocondriale (∆Ψm), nonché i cambiamenti nella morfologia mitocondriale. Questi eventi erano associati a condizioni di deplezione dell’ATP, all'arresto del ciclo cellulare e all'attivazione sequenziale di autofagia e apoptosi. Inoltre, l’ipotesi di una correlazione positiva tra disfunzionalità mitocondriale e stress ossidativo è stata confermata mediante analisi spettrofotometrica dei livelli intracellulari delle specie reattive dell’ossigeno (ROS). Sono state osservate differenze significative su altri parametri come il rapporto AMP/ATP e la carica energetica, relativa al contenuto intracellulare degli adenilati. L'inibizione farmacologica dell'autofagia da parte della bafilomicina A1 ha portato ad un aumento significativo dell’apoptosi indotta da MIX, suggerendo che questo effetto risulta essere una risposta adattativa precoce, che conferisce un vantaggio transitorio in termini di sopravvivenza cellulare. Infine, è stato ipotizzato un possibile ruolo dell'asse AMPK/ULK1 nella mediazione molecolare del processo adattativo scaturito in risposta allo stress energetico. Coerentemente, è stato verificato un aumento significativo nel grado di fosforilazione della proteina ULK1, a livello del residuo Ser 555, in risposta all'attivazione di AMPK (Thr 172). In conclusione, la combinazione di Tebuconazolo ed Econazolo, a concentrazioni rilevanti per l'esposizione cutanea e clinica, risulta in una disfunzione a livello mitocondriale, che porterebbe allo sviluppo di una condizione di stress ossidativo, parallelamente accompagnata da una situazione di deficit energetico. L’iniziale modulazione autofagica, seguita dall’attivazione di apoptosi, coinvolgerebbe la via di segnalazione AMPK/ULK1 come precoce risposta di tipo adattativo allo stress energetico. Considerando da un lato l'ampio uso a livello mondiale dei composti azolici nel campo dell’agricoltura e dell’industria e dall’altro il ruolo chiave svolto dalle cellule del Sertoli come sistema di sostegno al processo di spermatogenesi, possiamo ipotizzare per questi composti un ruolo causale nell’insorgenza di condizioni di tossicità a livello riproduttivo.

Meccanismi molecolari di risposta allo stress energetico ed ossidativo indotti dall'azione sinergica di Tebuconazolo ed Econazolo in cellule murine del Sertoli (TM4) / Petricca, Sabrina. - (2020 Jun 30).

Meccanismi molecolari di risposta allo stress energetico ed ossidativo indotti dall'azione sinergica di Tebuconazolo ed Econazolo in cellule murine del Sertoli (TM4).

PETRICCA, SABRINA
2020-06-30

Abstract

Il Tebuconazolo e l'Econazolo appartengono, rispettivamente, alla classe dei fungicidi triazolici e imidazolici, largamentemente utilizzati su scala mondiale (il primo in ambito agro-alimentare come pesticida e l’altro come antimicotico in ambito clinico). Sebbene sia stata descritta la loro tossicità riproduttiva nei mammiferi, il loro effetto sul sistema riproduttivo maschile è ancora attualmente oggetto di studio. Considerando realisticamente che tutti gli esseri umani possano essere esposti contemporaneamente a diversi composti azolici, lo scopo principale di questo lavoro è stato quello di indagare la tossicità combinata in vitro di Tebuconazolo ed Econazolo (MIX) sulle attività metaboliche e funzionali di cellule del Sertoli TM4 e di valutarne il meccanismo molecolare di azione. Il nostro studio dimostra che il Tebuconazolo (40 µM) e l'Econazolo (20 µM) agiscono sinergicamente nel mediare la riduzione del potenziale di membrana mitocondriale (∆Ψm), nonché i cambiamenti nella morfologia mitocondriale. Questi eventi erano associati a condizioni di deplezione dell’ATP, all'arresto del ciclo cellulare e all'attivazione sequenziale di autofagia e apoptosi. Inoltre, l’ipotesi di una correlazione positiva tra disfunzionalità mitocondriale e stress ossidativo è stata confermata mediante analisi spettrofotometrica dei livelli intracellulari delle specie reattive dell’ossigeno (ROS). Sono state osservate differenze significative su altri parametri come il rapporto AMP/ATP e la carica energetica, relativa al contenuto intracellulare degli adenilati. L'inibizione farmacologica dell'autofagia da parte della bafilomicina A1 ha portato ad un aumento significativo dell’apoptosi indotta da MIX, suggerendo che questo effetto risulta essere una risposta adattativa precoce, che conferisce un vantaggio transitorio in termini di sopravvivenza cellulare. Infine, è stato ipotizzato un possibile ruolo dell'asse AMPK/ULK1 nella mediazione molecolare del processo adattativo scaturito in risposta allo stress energetico. Coerentemente, è stato verificato un aumento significativo nel grado di fosforilazione della proteina ULK1, a livello del residuo Ser 555, in risposta all'attivazione di AMPK (Thr 172). In conclusione, la combinazione di Tebuconazolo ed Econazolo, a concentrazioni rilevanti per l'esposizione cutanea e clinica, risulta in una disfunzione a livello mitocondriale, che porterebbe allo sviluppo di una condizione di stress ossidativo, parallelamente accompagnata da una situazione di deficit energetico. L’iniziale modulazione autofagica, seguita dall’attivazione di apoptosi, coinvolgerebbe la via di segnalazione AMPK/ULK1 come precoce risposta di tipo adattativo allo stress energetico. Considerando da un lato l'ampio uso a livello mondiale dei composti azolici nel campo dell’agricoltura e dell’industria e dall’altro il ruolo chiave svolto dalle cellule del Sertoli come sistema di sostegno al processo di spermatogenesi, possiamo ipotizzare per questi composti un ruolo causale nell’insorgenza di condizioni di tossicità a livello riproduttivo.
Meccanismi molecolari di risposta allo stress energetico ed ossidativo indotti dall'azione sinergica di Tebuconazolo ed Econazolo in cellule murine del Sertoli (TM4) / Petricca, Sabrina. - (2020 Jun 30).
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11697/144568
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