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PROTOCOLLO
Prima Versione Marzo 2014
Valutazione dei livelli sierici dei metaboliti della via delle chinurenine e
della Proteina S100 in soggetti esposti a radiazioni Elettromagnetiche e
affetti da Sensibilità Chimica Multipla.
Collaborazioni:
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


Centro Regionale per la Diagnosi e Terapia della Sensibilità Chimica Multipla,
Policlinico Umberto I di Roma, Università Sapienza di Roma, Prof. Giuseppe
Genovesi.
UOD DiMaAzienda Ospedaliera Sant’Andrea, Prof. Maurizio Simmaco.
CNR Istituto di Farmacologia Traslazionale, Tor Vergata, Prof. Settimio
Grimaldi.
UOC ICC01A del Policlinico Umberto I, Prof. Simonetta Masiero
Dipartimento Medicina Sperimentale: Prof.ssa Carla Lubrano, Prof. Giuseppe
Genovesi.
Inail Dipartimento di Firenze e “Dipartimento di Biologia ed Ecologia”,
Università della Tuscia, Prof. Livio Giuliani
BACKGROUND E RAZIONALE DELLO STUDIO:
Background
Lealterazionidel sistemaglutamatergiconegli ultimi anni sono state oggetto di crescenteinteresse
anche nella sensibilità chimica multipla (MCS) e nell’elettrosensibilità (EHS).
Esistonoduetipidirecettoridelglutammato:metabotropicieionotropici.Questoultimo tipo di recettore
NMDA,sembraesserecoinvolto nei meccanismi dellaneurotossicità. L’esposizione a sostanze
xenobiotiche determina l’iperattivazione dei recettori NMDAionotropici con aumentato afflusso di
ioni Ca e Na nel neurone e l’escrezione di K. (1)
L’aumento del calcio intracellulare genera reazioni a cascata: attiva la fosfoliapasi A2, che causa il
rilascio di acido arachidonico, trasformato poi in prostaglandine e prostacicline (mediatori dei
processi infiammatori) e trombossani (regolatori dell’omeostasi piastrinica con aggregazione
piastrinica, azione bronco costrittiva e vaso costrittiva); attiva, inoltre, l’ossido nitrico sintetasi
(NSO) che genera NO (ossido nitrico), il quale a sua volta attiva la sintesi di cGMP nelle cellule
nervose e stimola la captazione di glutammato. Un aumento di glutammato causa danni
neurotossici. (2-3)
Il paziente, con l’esposizione continua alle sostanze xenobiotiche, perde la tolleranza verso tali
sostanze. Una conseguente riesposizione, dopo la perdita della tolleranza, determina una
ipersensibilità olfattiva amplificata con l’iperstimolazione delle vie neuronali dell’organo vomero
nasale. Le vie neuronali iperstimolate inviano impulsi elettrochimici alla rete neuronale encefalica e
all’apparato muscolo-scheletrico. La sostanza chimica irritante si lega ai chemiorecettori delle fibre
mucose sensoriali c, collocate nella pelle e nelle membrane delle vie aeree, dell’intestino e tratto
genitourinario. Una volta che la sostanza chimica si è legata al recettore si ha il rilascio di mediatori
infiammatori (sostanza P e altri neuro peptidi).
Recentemente,ancheirecettorimetabotropicidelglutammato
sono
stato
oggettodi
crescenteinteresseinquantopromuovonolatrasmissioneneurotrasmettitorialeNMDAmediata(Connetal.,2008),interagisconoconirecettori5HT2aperlaserotonina(GonzalezMaesoetal.,2008),eregolanoilrilasciodidopaminaeserotoninanelsistemanervosocontrale(Cartmelletal2
001).
Razionale dello studio
Numeroseevidenzesuggerisconochelaviadellechinurenine,unadelleresponsabilidelmetabolismodeltrip
tofano,siacoinvoltanellafisiopatologiadidisturbineurotossici.Isuoimetaboliti(comegliacidichinurenico
,antranilicoexanturenico),interagisconoconirecettoriionotropiciemetabotropicidelglutammato
influenzando la trasmissione eccitatoria del sistema nervoso centrale. L’aumento delle chinurenine è
indotta sia da sostanza chimica che da altri fattori xenobiotici, come i campi elettromagnetici a bassa
e altra frequenza. Lo scopo del presente studio è la verifica dell’ipersensibilità elettromagnetica di
persone che si dichiarano elettrosensibili e di persone che si dichiarano non elettrosensibili, esposte
con metodo a doppio cieco nella camera amagnetica dell’Istituto diFarmacologia Traslazionale del
CNR di Tor Vergata, a campi elettromagnetici a bassa e altra frequenza con intensità inferiore ai
limiti di esposizione come stabilito dalla normativa nazionale ( DPCM 8 luglio 2003, attuativi dell’art. 4
legge 22 febbraio 2001 n. 36). L’esposizione ai campi elettromagnetici è una esposizione di tipo acuta
cioè inferiore alle 4 ore. Ai fini di valutare una intrinseca efficacia dei segnali elettromagnetici
somministrati ai soggetti sperimentali in doppio cieco, nonché l’eventuale effetto su soggetti con
malattie degenerative in corso, solo su modello animale, segnali elettromagnetici di intensità circa
pari e nella stessa banda di frequenza ELF/ULF saranno somministrati a 100 topi del ceppo CD-1,
di cui almeno 81nudi (privi di sistema immunitario) per tempi diversi ma sempre con esposizioni
acute, mentre 20 topi dello stesso ceppo saranno utilizzati come controlli e 20 come sham. Per
valutare l’effetto dei suddetti segnali elettromagnetici sugli animali portatori di malattie
degenerative ai topi nudi, suddivisi in tre gruppi di 27, saranno inoculate cellule appartenenti alle
linee cellulari U937, MCF7 e HL60, prima dell’esposizione, che per ciascun gruppo interesserà 18
topi, lasciando 9 topi come controlli e sham. I risultati saranno valutati con metodi di anatomia
patologica.
La viametabolicadelle chinurenine
Ilmetabolismodeltriptofanoavvienenelfegatoeinaltre
sedi,compreselecelluleimmunitarienelsangue,ipolmoni,gliastrocitielamicroglianelcervello.
Unadelleviemetabolichedeltriptofanoèquelladellechinureninecheportaallaformazionedinicotinamide
(Figura1).Traimetabolitidiquestopathwayl’acidoquinolinico,l’acidochinurenicoel’acidoxanturenicoi
nteragisconoconirecettoridelglutammato:ilprimocomeagonistaeilsecondocomeantagonistadeirecetto
riNMDA(Chiarugietal.,2001;PerkinseStone,1982),l’ultimocomaagonistadeirecettorimetabotropici
mGlu2/3 del glutammato(Copelandet al., 2013).
La proteina S100
Le proteine S100 sono una famiglia di proteine a basso peso molecolare presente, caratterizzate da
due siti di legame per il calcio con struttura elica-ansa-elica (EF-hand). Esistono almeno 21 tipi di
proteine S100. Le proteine S100 sono normalmente presenti in cellule derivate dalla cresta
neurale(cellule di Schwann, melanociti e cellule della glia), nei condrociti, adipociti, cellule
mioepiteliali, macrofagi, cellule di Langerhans e nelle cellule dendritiche.Le proteine S100 sono
implicate in varie funzioni intracellulari ed extracellulari. Sono altresì coinvolte nella regolazione
della fosforilazione delle proteine, dei fattori di trascrizione, nella omeostasi del Ca, nella dinamica
dei costituenti del citoscheletro, nelle attività degli enzimi, nella crescita e differenziazione delle
cellule, e nella risposta infiammatoria.
Alcuni studi evidenziano che la proteina S100B è un marcatore di danni encefalici. (4) Lo scopo del
nostro studio è quello di valutare variazioni dell’espressione della proteina S100B prima e dopo
esposizione a campi elettromagnetici.
Studi sull’uomo:
Alcunistudiriportanochealterazionidellaviadellechinureninesvolgonounruolonellafisiopatologiadella
schizofreniaeneideficitdell’aspettocognitivoadessaassociati(Schwarczetal.,2001a;Erhardtetal.,2007;
MullereSchwarcz,2006;Milleretal.,2008;WonodieSchwarcz,2010).Ilivellidiacidochinurenicoedelrec
ettoreα7dell’acetilcolinasonostatitrovatielevatinellacortecciaprefrontaleenelliquidocerebrospinaledi
pazientischizofrenici(Schwarczetal.,2001b;Erhardtetal.,2001;Linderholmetal.,2012).Diversistudirip
ortanoun’alterazionedeilivellisiericidella3idrossichinureninainsoggettialprimoepisodiopsicoticodrugnaive(Yaoetal.,2010;Condrayetal.,2011).Nonesistonostudichevalutinoilivellisiericidiacidoxantureni
co.Inoltre,inletteraturasonoriportatidatiriguardantisoloalcunideimetabolitidelpathway,maivalutatico
ntemporaneamente.
Si ipotizza che nei pazienti con sensibilità chimica multipla (MCS) ed elettrosensibilità (EHS) sono
coinvolti gli stessi recettori ma con meccanismi diversi e visto che non esistono studi che valutano i
livelli sierici dei metaboliti delle chinurenine in pazienti affetti da sensibilità chimica multipla e da
elettrosensibilità, lo scopo dello studio è quello di valutare le possibili alterazioni dei livelli sierici
dei metabolitici delle chinurenine in questi pazienti.
SCOPO DELLO STUDIO:
1. End point primario:
Valutazionedei livelli sierici dei seguenti metaboliti della via delle chinurenine:

Triptofano

Chinurenina

Acidochinurenico

3-idrossichinurenina

Acidoxanturenico

Acidoantranilico

Acido3-idrossiantranilico

Acidoquinolinico
Valutazione dei livelli sierici della Proteina S 100B e di altri indici di flogosi.
In soggetti (persone e topolini) primaedopoesposizione acampielettromagnetici. L’esposizione ai
campi elettromagneti avviene in una camera amagnetica del CNR di Tor Vergata. I pazienti e i
topolini saranno esposti a campi elettromagnetici (tipo quello del WI-Fi, telefonino e altri campi
elettromagnetici) di intensità inferiori a ai limiti di esposizione validi per la popolazione, fissati dai
DPCM 8 luglio 2003, attuativi dell’art. 4 legge 22 febbraio 2001 n. 36 .
2. End pointssecondari:
2.1)ValutazionedellecorrelazionitrailivellicircolantideisuddettimetabolitieparametricliniciSC
ALEPSICOMETRCHE.
3. Valutazione su animali da laboratorio dell’eventuale effetto sinergico dei campi magnetici
ELF/ULF a basse dosi nella progressione di tumori come linfomi, del derma e dell’epidermide,
del sistema nervoso.,
Criteri di esclusione:
1.
Pazienti affetti da patologie psichiatriche e da schizofrenia, con o senza trattamento
farmacologico.
2.
Paziente con storia recente (6 mesi) di abuso di sostanze
3.
Pazienti affetti da alcolismo cronico
Bibliografia:
1. J
Psychosom
Res. 2010
Sep;69(3):327-8;
author
reply
328-30.
doi:10.1016/j.jpsychores.2010.05.007. Epub 2010 Jun 23. Multiple chemical sensitivity is a
response to chemicals acting as toxicants via excessive NMDA activity. Pall ML.
2. Environ Health Perspect. 2003 Sep;111(12):1461-4. Elevated nitric oxide/peroxynitrite
theory of multiple chemical sensitivity: central role of N-methyl-D-aspartate receptors in the
sensitivity mechanism.Pall ML.
3. FASEB J. 2002 Sep;16(11):1407-17. NMDA sensitization and stimulation by peroxynitrite,
nitric oxide, and organic solvents as the mechanism of chemical sensitivity in multiple
chemical sensitivity.Pall ML.
4.
Prog Brain Res. 2007;161:317-25.The neurotrophic protein S100B: value as a marker of
brain damage and possible therapeutic implications.Kleindienst A1, Hesse F, Bullock MR,
Buchfelder M.
MATERIALI E METODI:
Criteri di inclusione:
 25 pazienti che si dichiarano elettrosensibili e con sensibilità chimica multipla.
 25 pazienti in apparente stato di buona salute senza nessuna patologia conosciuta.
 100 topolini nudi (privi di sistema immunitario)
I...1.
I...2.
Valutazioni specifiche effettuate durante lo studio:
 Valutazione dei livelli sierici delle chinurenine prima e dopo esposizione a campi






elettromagnetici
Valutazione della proteina S100 prima e dopo esposizione a campi elettromagnetici.
Valutazione dei parametri infiammatori.
Esecuzione di un elettroencefalogramma nella camera amagnetica durante l’esposizione a
campi elettromagnetici.
Valutazione dell’aspetto delle fosse nasali con l’endoscopia (solo nei pazienti con MCS),
della funzionalità respiratoria con la rinomanometria e della funzionalità olfattoria attraverso
l’esame olfatto metrico solo nei 50 pazienti.
Valutazione dello stato dell’infiammazione della mucosa nasale con la misurazione della
frazione esalatoria di Ossido Nitrico (FeNO) solo nei 50 pazienti.
Esposizione dei 100 topolini nudi al campo elettromagnetico nella camera amagnetica del
CNR di Tor Vergata
Ad ogni soggetto incluso nello studio verrannoeffettuati due prelievi di sangue, uno per il
dosaggio dei metaboliti della vie delle chinurenine e il secondo per il dosaggio della proteina
S100 e di altri parametri infiammatori.
Metodi di laboratorio:
Metodica sviluppata presso la UOD DiMA in LC-MS/MS per il dosaggio quantitativo dei
metaboliti della via delle chinurenine (Triptofano, Chinurenina, Acido Chinurenico, 3idrossichinurenina, Acido Xanturenico, Acido Antranilico, Acido 3-idrossiantranilico, Acido
quinolinico).
Valutazione della proteina S100 e altri parametri infiammatori.
L’endoscopia verrà effettuata con fibra ottica (solo nei pazienti con MCS e EHS).
La rinomanometria si effettuerà con Rhinotest 500.
La frazione esalatoria dell’ossido nitrico sarà misurata con Niox Mino.
L’esame olfattometrico verrà effettuato con Sniffin test.
I...3.
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
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Analisi statistica
 Livelli circolanti dei metaboliti della via delle chinurenine, della proteina S100 e delle altre
variabili esaminate.
I...4.
Scheda Raccolta Dati
Dati Anagrafici
Codice paziente:
(numero progressivo)
Cognome:
Città:
Nome:
Sesso:
Età:
Residenza:
Recapito Telefonico:
Luogo e data di Nascita:
Persona da contattare in alternativa al soggetto:
Cognome
Nome
Recapito telefonico
Criteri di esclusione:

Pazienti affetti da patologie psichiatriche e da schizofrenia, con o senza trattamento
farmacologico.

Paziente con storia recente (6 mesi) di abuso di sostanze.

Pazienti affetti da alcolismo cronico.
Elenco Centri Partecipanti
Studio Multicentrico

Centro Regionale per la Diagnosi e Terapia della Sensibilità Chimica Multipla,
Policlinico Umberto I di Roma, Università Sapienza di Roma.(Centro
Coordinatore dello studio, diretto dal Prof. Giuseppe Genovesi).

UOD DiMa Azienda Ospedaliera Sant’Andrea. Prof. Maurizio Simmaco.

CNR Istituto di Farmacologia Traslazionale, Tor Vergata. Prof. Settimio
Grimaldi

UOC ICC01A del Policlinico Umberto I. Prof. Elisabetta Masiero.

Dipartimento Medicina Sperimentale, Università Sapienza di Roma. Prof.ssa
Carla Lubrano,Prof. Giuseppe Genovesi.

Inail Dipartimento di Firenze e Dipartimento Biologia ed Ecologia, Università
della Tuscia. Prof. Livio Giuliani