Ricerca di biomarker nella broncopneumopatia cronica ostruttiva e nel diabete tipo 2 utilizzando la Multiple Reaction Monitoring - Mass Spectrometry

Un biomarker è una caratteristica biologica che viene oggettivamente misurata e valutata come un indicatore dei processi biologici o patologici o come una risposta ad un intervento terapeutico. I biomarker nella ricerca di base e applicata e nella pratica clinica sono diventati così comuni che la loro presenza negli studi clinici è ora accettata quasi senza dubbio. Nel caso di biomarker specifici, che sono stati ben caratterizzati e ripetutamente verificati nel prevedere correttamente i risultati clinici rilevanti all’interno di una varietà di trattamenti e popolazioni, questo utilizzo è completamente giustificato e appropriato. La Multiple Reaction Monitoring-Mass Spectrometry (MRM-MS) sfrutta la capacità unica di tre quadrupoli di agire come filtri di massa e di monitorare selettivamente uno specifico ione molecolare dell'analita e uno o più ioni- frammento generati dall'analita mediante dissociazione collisiva. L'alta sensibilità e selettività permettono la quantificazione del peptide e l'identificazione del biomarker in campioni biologici complessi. La BroncoPneumopatia Cronica Ostruttiva (BPCO) provoca distruzione tissutale nei polmoni dei pazienti e problemi di respirazione, portandoli infine a morte per insufficienza respiratoria. Oggi non sono disponibili né trattamenti né metodi diagnostici. Il numero crescente di pazienti con BPCO ha aumentato la necessità di terapia e l'identificazione di un biomarker, in particolare per prevenire le esacerbazioni acute della BPCO (EABPCO). EABPCO è stata associata ad un accelerato declino della funzionalità polmonare, alla diminuzione la qualità della vita e all’aumento della morbilità e mortalità. L’istone 3.3 (H3.3) è elevato nell'ambiente extracellulare nel polmone e nel fluido broncoalveolare. Inoltre, le trappole extracellulari neutrofili (NETs) rilasciano H3.3 durante l'EABPCO. Insieme, questi dati suggeriscono che è probabile che H3.3 sia elevato nel plasma durante EABPCO e presumibilmente sia correlato con il numero di esacerbazioni e la progressione della malattia. Il confronto del peptide di H3.3, in pazienti non fumatori e in pazienti con diverse categorie GOLD e con diversi numeri di esacerbazioni l'anno, ha mostrato una correlazione con lo stato della patologia che ha reso H3.3 un biomarker promettente per la BPCO come specchio di distruzione dei polmoni. La resistenza all'insulina legata all'obesità aumenta notevolmente il rischio per il diabete di tipo 2 (T2D). La conoscenza di come l'obesità promuova la resistenza all'insulina rimane incompleta. Nel tessuto adiposo lo stress ossidativo provoca un'estesa ossidazione e carbonilazione di numerose proteine, compresa la carbonilazione di GLUT4 (GLUT4-HNE) vicino al canale di trasporto del glucosio, che probabilmente provoca la perdita di attività GLUT4. La differenza significativa del livello di GLUT4-HNE tra i soggetti obesi non- diabetici e i soggetti obesi pre-diabetici e diabetici, in diversi sottotipi di tessuto grasso, suggerisce che l'evento iniziale di T2D è causato da uno stress ossidativo che produce GLUT4-HNE causando insulino-resistenza. Questi risultati suggeriscono GLUT4-HNE come biomarker precoce per la sindrome di resistenza all'insulina e la progressione a T2D. Lo stesso andamento di GLUT4-HNE si trova nel tessuto adiposo murino, infatti, i topi ob/ob e HFD hanno una quantità maggiore di GLUT4-HNE rispetto ai topi di controllo. Inoltre, ipotizziamo che l'esercizio fisico riduce la quantità di GLUT4-HNE. Il topo potrebbe essere, perciò, un buon modello per lo studio Diet Induced Obesity incluso l'analisi GLUT4-HNE, consentendo di sperimentare in futuro altri farmaci o trattamenti alternativi o coadiuvanti l’insulina.