Proteomica e metallomica: studio del tessuto placentare in presenza di diabete gestazionale

The present research work concerns the development of new analytical methods aimed to the study of the proteome and the metallome of placental tissue and the evaluation of its possible modifications and/or alterations due to gestational diabetes. Proteomics analysis was performed by different experimental approaches based on mass spectrometry (ESI-MS and MALDI-MS), and on one- and two-dimensional electrophoresis. These analytical techniques are presently the most suitable experimental approaches to be used in omics applications thanks to their high sensitivity and specificity. Results showed the presence of protein species differently expressed in the case of gestational diabetes; in particular, it was measured an increment of the chorionic somatomammotrophin level and a decrease in the concentration of alpha, beta and gamma chains of fibrinogen and tubulointerstitial nephritis antigen-like in the case of placental tissues impaired by GDM. Metallomics analysis was carried out by ICP-MS, an analytical technique characterized by high sensitivity and robustness. The study reported an increased concentration of Se and a decrease of Cd level in pathological placental tissues compared to healthy ones. Furthermore, this approach allowed the evaluation of the effectiveness of the sampling procedure, the influence of the blood on the obtained results and showed the importance of other parameters, such as the lifestyle of the patients, in the statistical evaluation of the experimental data. In conclusion, the obtained data might be useful for the study and the explanation of the biochemical processes that characterize the disease and for the determination of new biomarkers aimed to the development of innovative diagnostic tests for gestational diabetes.

Il lavoro di ricerca presentato concerne lo sviluppo e il perfezionamento di metodi analitici atti allo studio del proteoma e del metalloma del tessuto placentare e alla valutazione di eventuali sue modificazioni e/o alterazioni in presenza di diabete gestazionale. Le analisi di proteomica sono state effettuate mediante metodologie analitiche basate sulla spettrometria di massa (in particolare sono state utilizzate le tecniche di ionizzazione MALDI e ESI) e sull’elettroforesi mono e bi-dimensionale. Allo stato attuale dell’arte queste tecniche analitiche risultano essere gli approcci sperimentali più adatti a condurre indagini di questo tipo grazie all’elevata sensibilità e specificità che le caratterizza. I risultati analitici hanno evidenziato la presenza di specie proteiche diversamente espresse nel caso di diabete gestazionale; in particolare è stato notato un incremento dei livelli di somatomammotropina corionica e una diminuzione della concentrazione delle catene alfa, beta e gamma del fibrinogeno e di Tubulointerstitial nephritis antigen-like nelle placente complicate da GDM. Le analisi di metallomica sono state condotte mediante ICP-MS, a sua volta tecnica analitica caratterizzata da elevata sensibilità e robustezza. Le analisi hanno rivelato un aumento della concentrazione di Se e una diminuzione dei livelli di Cd nelle placente patologiche rispetto a quelle sane. L’approccio seguito ha permesso di valutare l’efficacia del campionamento e delle procedure pre-analitiche, l’influenza del tessuto ematico sui risultati ottenuti e ha mostrato l’importanza di altri parametri, come ad esempio lo stile di vita della gestante, nella valutazione statistica dei dati sperimentali. In conclusione, si può affermare che le informazioni ottenute possono essere utili per lo studio e la delucidazione dei processi biochimici che caratterizzano la patologia e per la determinazione di nuovi bio-marcatori che permettano lo sviluppo di test diagnostici innovativi per il diabete gestazionale.