Studio del meccanismo d'azione di composti di origine naturale e derivati semisintetici ad attività antiproliferativa

The program research has focused on the identification and the study of the mechanism action of compounds with antiproliferative activity isolated from natural plant extracts and semisynthetic derivatives. A first evaluation was carried out with the aim to estimate the ability of compounds to inhibit cell proliferation on human tumor cell lines. In particular, the IC50, (concentration of compound able to induce 50% cell death with respect to a control), was determined. For compounds characterized by the most significant antiproliferative activities, the mechanism of action has been studied, with the aim to establish the intracellular targets involved in the cytotoxic effect. More specifically, the effect of all compounds has been evaluated on isolated rat liver mitochondria. In particular, it was studied the induction of mitochondrial permeability transition (MPT), a process involved in cell death, by the release of pro-apoptotic factors such as AIF (Apoptosis Inducing Factor) and cytochrome c. Thus, by evaluating specific mitochondrial parameters, such as swelling, transmembrane electrical potential, ICR (respiratory control index) and the mitochondrial oxidative state, it has been possible to achieve information about the intracellular mechanism of action of the test compounds.

L’attività di ricerca svolta ha riguardato l’individuazione e lo studio del meccanismo d’azione di composti ad attività antiproliferativa isolati da estratti naturali di origine vegetale e di derivati semisintetici. Innanzitutto è stata effettuata una prima valutazione con l’obiettivo di stimare la capacità inibitoria sulla proliferazione cellulare. A questo scopo sono state utilizzate linee cellulari tumorali umane, determinandone l’IC50 (concentrazione di composto in grado di provocare il 50% di morte cellulare rispetto ad una coltura di controllo). Successivamente, dei composti dotati di attività più significativa, è stato studiato il meccanismo d’azione, focalizzando la ricerca su bersagli intracellulari coinvolti nel processo apoptotico. Nel dettaglio, l’effetto di tali composti, è stato valutato principalmente sulla funzionalità di mitocondri isolati, in modo specifico sull’induzione della transizione di permeabilità mitocondriale (MPT), processo implicato nell’induzione del fenomeno di morte cellulare, mediante il rilascio di fattori pro-apoptotici quali AIF (Apoptosis Inducing Factor) e citocromo c. Valutando quindi specifici parametri mitocondriali, quali swelling, potenziale elettrico transmembrana, I.C.R. (Indice di Controllo Respiratorio) e l’eventuale induzione di uno stress ossidativo, indicatori di MPT, è stato possibile ottenere informazioni sull’effettivo meccanismo d’azione dei composti studiati.