Dipartimento di Farmacia e Scienze della Salute e della Nutrizione - Tesi di Dottorato
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Questa collezione raccoglie le Tesi di Dottorato afferenti al Dipartimento di Farmacia e Scienze della Salute e della Nutrizione dell'Università della Calabria.
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Item Diagnostic challenges for genetic approaches in Amyotrophic Lateral Sclerosis(Università della Calabria, 2023-02-28) Perrone, Benedetta; Catalano, Stefania; Conforti, Francesca LuisaOver the past years, our understanding of the genetic mechanisms involved in complex diseases, such as Amyotrophic Lateral Sclerosis, has increased dramatically. ALS is a fatal and devastating motor neuron disease for which there is no truly effective cure. In 1993, the first gene associated with ALS was identified (1). Since then, our knowledge of the genetic mechanisms of disease has expanded significantly. Diagnostic tools have followed these research insights and Sanger DNA sequencing has been routinely used for many years. The emergence of next-generation DNA sequencing (NGS) approaches in the same decade allowed high throughput approaches to DNA sequencing, enabling the identification of new genes and pathways that highlight the heterogeneity of ALS disease, providing exciting opportunities for the identification of biomarkers useful for patient stratification and helping the development of targeted therapies. Despite our increased understanding of the mechanisms of this disease, the majority of patients remain undiagnosed, and the remaining cases have no successful treatments. The absence of an effective cure can be well explained by the complex and heterogeneous nature of ALS, with patients displaying distinct clinical characteristics and distinct molecular mechanisms. In this context, the molecular profiling of patients into clinically meaningful subgroups can be extremely valuable for the development of new precision diagnostics. In this thesis project, we provide an overview on the genetic investigation of ALS patients using different diagnostic approaches highlighting the importance of each methodology and their integrative use for the study of the disease, with the aim of providing a more comprehensive characterization of patients useful for the development of new-targeted strategies in clinical practice and personalized medicine.Item Breast tumor microenvironment and endocrine resistance: dissecting the molecular link(Università della Calabria, 2023-07-04) Caruso, Amanda; Catalano, Stefania; Andò, SebastianoItem Small molecules from cycloaddition reactions: synthesis, theoretical perspectives, and biological evaluation(Università della Calabria, 2023-02-07) Tallarida, Matteo Antonio; Maiuolo, Loredana; Catalano, Stefania; Breugst, Martin; Rutjes, FlorisThe research work is related to a Ph.D. course in Translational Medicine of the Department of Pharmacy, Health, and Nutritional Sciences, University of Calabria. The project was carried out at the Department of Chemistry and Chemical Technologies of the same institution under the supervision of Prof. Loredana Maiuolo in the Laboratory of Organic Synthesis and Chemical Preparations (LabOrSy) headed by Prof. Antonio De Nino. The main subject of this research regards the use of cycloaddition reactions for the synthesis of small molecules with potential biological activity in diverse contexts. Alongside the prominent synthetic part, a series of QM computational studies were conducted to clarify some reaction mechanisms. In addition, molecular docking studies were performed to propose potential targets for some of the prepared compounds. The work is subdivided into four main parts. The first chapter is dedicated to the synthesis of 1,5-disubstituted 1,2,3-triazoles, to a series of molecular docking simulations, and to the biological evaluation of two compounds as inhibitors of the permeability transition pore opening event. The second part is about the microwave-assisted synthesis of isoxazolidine bisphosphonates as potential farnesyl pyrophosphate synthase (hFPPS) inhibitors. The third chapter focuses on the use of pyridinium ylides as building blocks for the multicomponent synthesis of indolizines and spirocyclopropyl oxindoles. The reaction mechanism regarding these latter was computationally investigated. The fourth – and last – chapter regards the synthesis and the radical expansion reaction of norbornane derivatives. A computational assessment of the mechanism is reported also in this case. All the computational studies reported in chapters 1, 3, and 4 were conducted in the frame of an abroad research stay spent in the Computational Chemistry Group headed by Dr. Gonzalo Jiménez Osés of the Center for Cooperative Research in Biosciences (CIC bioGUNE).Item New strategies in the design of functional and bioinspired materials for therapeutic applications(Università della Calabria, 2022-01-27) Servidio, Camilla; Andò, Sebastiano; Cassano, Roberta; Iemma, Francesca; Stellacci, FrancescoItem Design and development of new functional materials for pharmaceutical and biomedical purposes(Università della Calabria, 2022-02-15) Curcio, Federica; Andò, Sebastiano; Trombino, SoniaItem Estrogen Related Receptor α (ERRα): a new target linking metabolism to Adrenocortical cancer progression(Università della Calabria, 2022-06-14) Nocito, Marta Claudia; Pezzi, Vincenzo; Andò, SebastianoI Carcinomi surrenalici (ACC) sono tumori rari e altamente aggressivi, associati a una prognosi infausta per un alto rischio di recidiva e di opzioni terapeutiche limitate [Stojadinovic A. et al., 2002]. Ad oggi sono stati indicati diversi approcci terapeutici, ma la chirurgia rimane il trattamento di prima scelta per la rimozione del tumore primario o delle metastasi isolate [Crucitti F. et. al., 1996]. L’evidenza della presenza di recidive o metastasi in regioni distali in un terzo dei pazienti trattati chirurgicamente fa emergere la necessità di individuare una terapia adiuvante che possa eliminare questo rischio [Donatini G. et. al., 2014]. Ad oggi, il Mitotano rappresenta l’unico farmaco approvato negli USA e in Europa per il trattamento dell’ACC. La chemioterapia è riservata agli stadi avanzati della malattia, con evidenti metastasi resistenti al trattamento con mitotano. L’eziologia del cancro surrenale rimane ancora ignota, ma studi effettuati negli ultimi 10 anni suggeriscono che alcune mutazioni genetiche nella ghiandola surrenale sono alla base della genesi di un tumore maligno. Quella più diffusa interessa il locus (11p15) del fattore di crescita II insulino-simile (IGF-II). Infatti, l’IGF-II è over-espresso nel 90% degli ACCs e determina un effetto mitogenico autocrino attraverso l’attivazione delle vie di segnalazione mediate dal recettore IGF1R [Logie A. et al., 1999] quale la via Ras/MEK/ERK e Pi3K/Akt. È stata inoltre rilevata una upregulation dell’IGFIR nel 90% dei casi [Giordano T.J. et al., 2003]. Studi seguenti hanno evidenziato la presenza nell’ACC di un’overespressione del recettore estrogenico alfa (ER-α). Sirianni e collaboratori hanno meglio definito i pathways innescati in risposta all’attivazione dell’ER-α dimostrando l’esistenza di un cross-talk tra ERα ed IGFIR [Sirianni R. et al., 2012]. Inoltre, più recentemente [Casaburi I. et al., 2015] è stato osservato come nell’ACC via sia una overespressione dell’ERRα e che tale recettore è implicato nella patogenesi di questo tipo di tumore. È riportato che l’ERRα è un recettore nucleare coinvolto nel controllo di funzioni cellulari che riguardano principalmente il metabolismo energetico e la biogenesi mitocondriale [Villena J.A. et al., 2008] e che la diminuzione dell’espressione di ERRα è associata all’inibizione della crescita delle cellule tumorali [Stein R.A. et al., 2008]. Infatti, diversi studi hanno rilevato come ERRα possa rappresentare un marcatore prognostico del tumore al seno, alle ovaie, al colon e alla prostata [Kraus R.J. et al., 2002; Suzuki T. et al., 2004; Cavallini A. et al., 2005; Cheung C.P. et al., 2005]. La downregulation dell’espressione di ERRα potrebbe inibire, infatti, significativamente la crescita delle cellule tumorali [Wu Q. et al., 2013; Chang C.Y. et al., 2011], mentre la sovraespressione di ERRα è legata ad un esito clinico infausto e conferisce resistenza ai farmaci [Kraus R.J. et al., 2002; Suzuki T. et al., 2004]. Questi dati suggeriscono, quindi, che ERRα rappresenta un nuovo target molecolare per il trattamento del cancro [Stein R.A. et al., 2008]. In uno studio condotto in cellule H295R di tumore adrenocorticale [Casaburi I. et al., 2015], è stato dimostrato che la deplezione di ERRα dopo trattamento con un agonista inverso denominato XCT790, causa la riduzione della massa e della funzione mitocondriale portando all’attivazione di meccanismi che esitano nella morte delle cellule tumorali. Questi risultati confermano che ERRα svolge un ruolo importante nella regolazione della funzione mitocondriale e nella biogenesi mitocondriale nelle cellule di ACC supportando l’ipotesi che può essere considerato come un regolatore “master” della riprogrammazione metabolica nell’ACC. Recentemente è stata dimostrata una correlazione tra uso della curcumina e modulazione dell’espressione dell’ERRα. È stato evidenziato, infatti, come in cellule di osteosarcoma, la curcumina riduce l’espressione genica di ERRα attraverso l’upregolazione del microRNA miR-125. In particolare, è stato osservato come la curcumina promuove l’apoptosi attivando il signalling miR-125/ERRα [Chen P. et al., 2017]. La curcumina, il principale componente dei rizomi essiccati di Curcuma longa, è stata utilizzata come colorante alimentare per secoli nei paesi dell’Asia orientale [Malik M. et al., 2009]. Precedenti studi hanno dimostrato come la curcumina presenta una vasta gamma di attività farmacologiche tra cui quella anti-infiammatoria, anti-diabetica, cardio-protettiva e neuro-protettiva [Aggarwal B.B. et al., 2005]. Inoltre, la curcumina è in grado di promuovere la guarigione di ferite, proteggere dalle lesioni epatiche, dalla formazione di cataratta e dalla tossicità polmonare [Aggarwal B.B. & Harikumar K.B., 2009]. Nel 1995 alcuni ricercatori [Menon L.G. et al., 1995] proposero la possibilità che la curcumina avesse un effetto antitumorale. Da allora, l’attività anticancro della curcumina è stata ampiamente studiata. Prove crescenti suggeriscono che la curcumina può essere utilizzata sia per la prevenzione che per il trattamento in diversi tipi di tumori umani [Anand P. et al., 2008; Ravindran J. et al., 2009; Bar-Sela G. et al., 2010; Quan-Jun Y. et al., 2015]. Negli Stati Uniti, il National Cancer Institute ha classificato la curcumina come agente anticancerogeno e chemo-preventivo di terza generazione [Odot J. et al., 2004]. Sebbene è stato dimostrato in diversi studi come la curcumina svolga un ruolo essenziale nell’inibire la proliferazione e la metastatizzazione delle cellule tumorali [Shishodia S. et al., 2007; Troselj K.G. & Kujundzic R.N., 2014], i meccanismi molecolari alla base del suo effetto antitumorale rimangono poco conosciuti. Inoltre, sebbene la curcumina abbia numerose attività farmacologiche, il suo utilizzo come agente terapeutico non è stato ancora approvato a causa della sua bassa biodisponibilità [Anand P. et al., 2007]. Tra i fattori che contribuiscono a questo limite possono essere inclusi: bassa solubilità in acqua, scarso assorbimento, bassa distribuzione tissutale, alto tasso di metabolismo, inattività dei prodotti metabolici e/o rapida eliminazione e clearance dall’organismo [Ravindranath V. & Chandrasekhara N., 1980]. Gli effetti farmacologici ottimali richiedono una dose orale maggiore di 0,8 g/die. Pertanto, nel corso degli anni, al fine di migliorare il profilo farmacocinetico della curcumina e l’assorbimento cellulare, sono state sviluppate diverse strategie. Queste includono derivati strutturali della curcumina, preparazione di analoghi e nuovi sistemi di somministrazione di farmaci che potrebbero migliorarne la solubilità e prolungarne il tempo di permanenza nel plasma. Recentemente, diverse ricerche sono state effettuate con lo scopo di formulare “delivery systems” più efficienti come ad esempio l’incapsulazione della curcumina in nanoparticelle polimeriche o in liposomi che però non hanno ottenuto molto successo [Ji H. et al., 2016]. Recentemente è stato messo a punto un sistema alternativo ai tradizionali “delivery systems” denominato “Solid Lipid Nanoparticles” (SLN) che offre diversi vantaggi nel trasporto di farmaci poco solubili. Il sistema SLN conferisce alla molecola bioattiva maggiore stabilità e biocompatibilità e minori problemi di tossicità rispetto ad altri sistemi di trasporto. Le SLN possono essere somministrate sia per via orale che per via parenterale o transdermica. A ciò si associa il vantaggio che le metodiche di preparazione delle SLN sono semplici e di facile esecuzione e necessitano di pochi eccipienti nella formulazione [Rompicharla S.V.K. et al., 2017]. Pertanto, la preparazione di una nuova formulazione utilizzando il sistema SLN potrebbe migliorare notevolmente la stabilità, la biodisponibilità e l’efficacia antitumorale della curcumina. Alla luce di questi dati di letteratura, lo scopo di questo lavoro di tesi era di indagare il ruolo di ERRα sui cambiamenti metabolici che si verificano in diverse linee cellulari ACC. Abbiamo anche studiato se i cambiamenti cellulari indotti dalla sovraespressione o dall'esaurimento di ERRα sono in grado di supportare o modulare la progressione dell'ACCCon la proteomica e l'analizzatore Seahorse XF, che consente l'analisi in tempo reale dei flussi glicolitici e mitocondriali, abbiamo studiato e rilevato un ruolo importante di ERRα nella regolazione dei cambiamenti metabolici nelle cellule ACC. Usando cloni stabili che sovraesprimono (ERR+/+) o con un'espressione del gene ESRRA silenziata (shERR-/-) nelle cellule ACC abbiamo rilevato che la sovraespressione di ERRα conferisce alle cellule ACC una migliore forma fisica mitocondriale mentre le cellule ERR-/- hanno una ridotta basale e massimale frequenza respiratoria e una ridotta capacità di riserva. Successivamente abbiamo studiato gli effetti della ridotta espressione di ERRα sulle funzioni bioenergetiche di tre linee cellulari ACC utilizzando XCT790. I risultati del test ATP mostrano che XCT790 ha abbassato i livelli di ATP nelle cellule H295R e SW13 sensibili al mitotano, mentre era inefficace nelle cellule MUC1 resistenti al mitotano. Infatti, l'analisi del contributo energetico dei mitocondri e della glicolisi rivela un'estrema plasticità metabolica nelle cellule MUC1 e H295R rispetto alle cellule SW13, che sembrano mostrare un fenotipo glicolitico. La valutazione delle funzioni mitocondriali ha rivelato la capacità di XCT790 di influenzare negativamente la frequenza respiratoria massima in tutte e tre le linee cellulari. È noto che le alterazioni metaboliche nelle cellule tumorali non sono esclusivamente associate a fenomeni di sopravvivenza e proliferazione ma incidono anche sulla motilità cellulare. I nostri dati hanno rivelato chiaramente un'influenza diretta dell'espressione di ERRα sulla motilità delle H295R. La sovraespressione di ERRα ha aumentato significativamente la migrazione delle cellule H295R e la vimentina del marker EMT mentre la downregulation del recettore metabolico, mediante ablazione genetica o con approcci farmacologici, ha mostrato una riduzione sia della motilità cellulare che dell'espressione della vimentina. Altri dati importanti provenienti dal nostro studio sono l'impatto di ERRα sulla capacità delle cellule H295R di crescere in condizioni non aderenti come sferoidi 3D, una caratteristica dell'aggressività tumorale che caratterizza le cellule staminali tumorali (TIC). XCT790 è stato in grado di ridurre la formazione e la motilità degli sferoidi 3D non solo nelle cellule SW13 ma anche, e soprattutto, nelle cellule MUC-1 resistenti al mitotano suggerendo, ancora una volta, che il targeting di ERRα potrebbe essere una chemioterapia efficace da considerare per il trattamento del mitotano fenotipo ACC resistente. . Nuovi recenti risultati hanno riportato il colesterolo come un nuovo ligando endogeno di ERRα. I nostri esperimenti confermano il ruolo del colesterolo come attivatore di ERRα che induce la motilità cellulare nelle cellule ACC. In questa tesi ci siamo anche chiesti se, oltre al colesterolo, esistessero altre molecole naturali in grado di modulare l'espressione e l'attività di ERRα. La nostra ricerca si è concentrata su un prodotto naturale derivato dalla pianta, la curcumina. I nostri risultati hanno mostrato chiaramente che la curcumina, riducendo l'espressione di ERRα, esercitava un effetto inibitorio dipendente dal tempo e dalla dose sulla crescita delle cellule H295R inducendo l'attivazione di eventi apoptotici. Inoltre, il test per ottenere colture di sferoidi 3D ha confermato come la curcumina possa modulare la capacità delle cellule H295R di espandersi, cioè di ridurre la loro capacità di metastatizzare, un atteggiamento strettamente correlato alla transizione epiteliale-mesenchimale (EMT) in cui le cellule epiteliali acquisiscono le caratteristiche delle cellule mesenchimali non polarizzate e migratorie. Inoltre, in base al ruolo metabolico di ERRα, l'uso della curcumina ha indotto cambiamenti significativi nel profilo bioenergetico delle cellule H295R. In particolare, i valori OCR ed ECAR ed i parametri energetici derivati dall'analisi dei dati di Seahorse e associati alle funzioni mitocondriali e glicolitiche, sono stati tutti ridotti dalla curcumina in modo dose dipendente. È noto che la limitazione dell'uso terapeutico della curcumina è dovuta principalmente alla sua scarsa biodisponibilità. Pertanto, al fine di migliorare il profilo farmacocinetico e l'assorbimento cellulare della curcumina, abbiamo prodotto SLN di curcumina e abbiamo riscontrato un maggiore effetto inibitorio dose-dipendente sulla proliferazione delle cellule H295R rispetto alla curcumina non modificata. Il trattamento con SLNs-CUR ha una risposta dose-dipendente sulla proliferazione cellulare maggiore rispetto alla curcumina talquale, con un'elevata significatività già alla dose di 10μM alle 24h, fino ad un'inibizione >75% nelle 72h di trattamento. Le cellule sono state anche trattate con il veicolo SLN alle stesse dosi e per 72 ore, per dimostrare che non ha effetti tossici quando somministrato da solo. In conclusione, in questa tesi è stato dimostrato che ERRα è un fattore regolatore chiave che modula il profilo metabolico e di conseguenza la motilità delle cellule ACC. È stato, inoltre, dimostrato che l'inibizione di questo recettore, da parte di molecole sintetiche o naturali, può bloccare fortemente non solo la crescita delle cellule ACC resistenti al mitotano, ma anche i processi di transizione delle cellule ACC a fenotipo più aggressivo e invasivo. Per questo motivo, ERRα può essere considerato un nuovo importante target da tenere in considerazione nella progettazione di una nuova strategia terapeutica per combattere la progressione del cancro corticosurrenale.Item Contribution of flavonoids and iridoids to health properties of edible plants of Arbutas, Cornas, and Vuccinium genera from Mediterranean area(Università della Calabria, 2020-06-19) Tenuta, Maria Concetta; Tundis, Rosa; Andò, Sebastiano; Deguin, Brigitte; Lallemand, Marie-ChristineAim of the study: Natural compounds produced by the “nature laboratory” continue to play a leading role in the process of discovering and developing of new drugs, food supplements and/or functional foods. Today, in fact, we are witnessing a renewed interest in these products for the prevention and treatment of numerous diseases, including those associated with oxidative stress such as diabetes and inflammatory diseases. In this context, the present research project aimed at identifying the best techniques that allow the extraction of two classes of active compounds, flavonoids and iridoids, from the fruits and leaves of Arbutus unedo L., Vaccinium corymbosum L., Cornus mas L., and Cornus sanguinea L. Their edible fruits but also their leaves (considered byproducts) represent rich sources of bioactive compounds. The work continued with the evaluation of in vitro biological activity and the fractionation of the most active extracts in order to envisage their potential use as a source of bioactive compounds for the development of functional foods, nutraceuticals and/or food supplements . Materials and methods: The chemical profile of extracts was evaluated by using LC/ESI/QTOF/MS. Four different in vitro tests (DPPH, ABTS, -carotene bleaching test and FRAP), were performed to investigate the antioxidant activity. The potential hypoglycaemic activity was investigated by the inhibition of -amylase and -glucosidase enzymes. The inhibitory effects of the extracts on the production of nitric oxide have been studied by Griess assay. The most active extracts of C. mas and C. sanguinea were subjected to fractionation in order to obtain a separation of flavonoids and iridoids using XAD-16 resin. Obtained fractions were tested to evaluate their ability to reduce the activation of the NF-kB factor. Results: LC/ESI/QTOF/MS analyses detected for the first time in the A. unedo the presence of ellagic acid 4-O--D-glucopiranoside, kaempferol 3-O-glucoside, myricetin, myricetin 3-O-rhamnopiranoside, naringenin 7-O-glucoside, isovitexin 7-O-glucoside, and norbergenine and V. corymbosum the presence of the iridoids scandoside, vaccinoside, geniposide, and dihydromonotropein. The complete chemical characterization of C. sanguinea fruits and leaves was conducted herein for the first time, reporting the presence of flavonoids and iridoids. Worthy of note are the results obtained from the hypoglycaemic activity. The extracts of both Cornus species showed a high inhibition of -glucosidase and a moderate inhibition of -amylase. Of particular note were the results obtained with the hydroalcoholic maceration of leaves and dried fruits of C. mas (TDB and MDB), the ethanol maceration of fresh leaves (PF1) and the hydroalcoholic maceration of dry leaves (SD2) of C. sanguinea, which for this reason were subjected to fractionation using XAD-16 resin. C. sanguinea PF1 (II) and SD2 (II) fractions showed the best antioxidant and NF-KB inhibition activity. Conclusion: All the investigated extracts showed a promising antioxidant, hypoglycaemic and anti-inflammatory potential, confirming the positive contribution of the two classes of compounds under study, flavonoids and iridoids, suggesting their potential use as a rich source of useful bioactive compounds for the formulation of new products to prevent diseases associated with oxidative stress such as inflammatory diseases and diabetes. In particular, results obtained with the C. sanguinea fractions PF1 (II) and SD2 (II) encourage researchers to continue the study with further in vivo studies. Scopo dello studio: I composti naturali prodotti dal “laboratorio natura” continuano ad avere un ruolo di primo piano nel processo di scoperta e sviluppo di nuovi farmaci, integratori alimentari e/o alimenti funzionali. Oggi, infatti, si assiste a un rinnovato interesse nei riguardi di tali prodotti nella prevenzione e nel trattamento di numerose patologie, tra cui quelle associate allo stress ossidativo come diabete e malattie infiammatorie. In questo ambito si inserisce il presente lavoro di ricerca, volto all’identificazione delle migliori tecniche che consentano l’estrazione di due classi di principi attivi, i flavonoidi e gli iridoidi, dai frutti e dalle foglie di Arbutus unedo L., Vaccinium corymbosum L., Cornus mas L. e Cornus sanguinea L. I loro frutti commestibili ma anche le foglie (considerate prodotti di scarto) rappresentano ricche fonti di composti bioattivi. Il lavoro ha quindi riguardato la valutazione dell’attività biologica in vitro e il frazionamento bio-guidato degli estratti risultati più attivi al fine di prospettare un loro potenziale impiego come fonte di composti bioattivi per lo sviluppo di alimenti funzionali, nutraceutici e/o integratori alimentari. Materiali e metodi: Il profilo fitochimico degli estratti è stato valutato mediante LC/ESI/QTOF/MS. Per la determinazione in vitro della capacità antiossidante sono stati eseguiti quattro diversi test (DPPH, ABTS, FRAP e-carotene bleaching test). La potenziale attività ipoglicemizzante è stata investigata mediante l’inibizione degli enzimi -amilasi e -glucosidasi. Gli effetti inibitori degli estratti sulla produzione di ossido nitrico sono stati studiati mediante saggio di Griess. Gli estratti maggiormente attivi di C. mas e C. sanguinea sono stati sottoposti a frazionamento per la separazione di flavonoidi e iridoidi mediante l’impiego della resina XAD-16. Le frazioni ottenute sono state saggiate per valutare la capacità di ridurre l’attivazione del fattore NF-kB. Risultati: L’analisi LC/ESI/QTOF/MS ha rilevato per la prima volta nell’A. unedo la presenza di acido ellagico 4-O--D-glucopiranoside, kaemferolo 3-O-glucoside, miricetina, miricetina 3-O-ramnopiranoside, naringenina 7-O-glucoside, isovitexina 7-O-glucoside, e norbergenina e nel V. corymbosum la presenza degli iridoidi scandoside, vaccinoside, geniposide e diidromonotropeina. La caratterizzazione chimica completa di frutti e foglie del C. sanguinea è stata condotta per la prima volta, riportando la presenza flavonoidi ed iridoidi. Degni di nota sono i risultati ottenuti dall’attività ipoglicemizzante. Gli estratti di entrambe le specie di Cornus hanno mostrato un’alta inibizione dell’-glucosidasi e una moderata inibizione dell’-amilasi. Di particolare rilievo sono stati i risultati ottenuti con la macerazione idroalcolica di foglie e frutti secchi di C. mas (TDB e MDB), la macerazione in etanolo delle foglie fresche (PF1) e la macerazione idroalcolica delle foglie secche (SD2) di C. sanguinea, che per tale motivo sono stati sottoposti a bio-frazionamento mediante l’impiego della resina XAD-16. Le frazioni PF1 (II) e SD2 (II) del C. sanguinea hanno mostrato la migliore attività antiossidante e di inibizione dell’NF-KB. Conclusioni: Tutti gli estratti investigati hanno mostrato un promettente potenziale antiossidante, ipoglicemizzante ed antinfiammatorio, confermando il positivo contributo delle due classi di composti oggetto di studio, i flavonoidi e iridoidi prospettando il loro potenziale impiego come ricca fonte di composti bioattivi utili per la formulazione di nuovi prodotti per prevenire le malattie associate allo stress ossidativo come malattie infiammatorie e diabete. In particolare, i risultati ottenuti con le frazioni PF1 (II) e SD2 (II) del C. sanguinea incoraggiano i ricercatori nel proseguire lo studio con eventuali studi in vivo. Résumé Objet de l’étude : Les substances naturelles produites par le laboratoire « Nature » continuent de jouer un rôle de premier plan dans le processus de découverte et de développement de nouveaux médicaments, compléments alimentaires et/ou aliments fonctionnels. Aujourd’hui, en effet, nous assistons à un regain d'intérêt pour ces produits pour la prévention et le traitement de nombreuses maladies, notamment celles associées au stress oxydatif, telles que le diabète et les maladies inflammatoires. Le présent travail de recherche vise à identifier les meilleures techniques permettant d’extraire deux classes de principes actifs, les flavonoïdes et les iridoïdes, des fruits et des feuilles d’Arbutus unedo L., Vaccinium corymbosum L., Cornus mas L. et Cornus sanguinea L. Leurs fruits comestibles, comme leurs feuilles pourtant actuellement considérées comme des déchets représentent de riches sources de composés bioactifs. Les travaux ont donc porté sur l'évaluation de l'activité biologique in vitro et le fractionnement bio-guidé des extraits les plus actifs afin d'envisager leur utilisation potentielle comme source de composés bioactifs pour le développement d'aliments fonctionnels, et nutraceutiques. Matériels et méthodes : Le profil phytochimique des extraits a été évalué par LC/ESI/QTOF/MS. Pour la détermination in vitro de la capacité antioxydante, quatre tests différents ont été réalisés (DPPH, ABTS, FRAP et-carotene bleaching test). L’activité hypoglycémique potentielle a été étudiée par inhibition des enzymes -amylase et -glucosidase. Les effets inhibiteurs des extraits sur la production d'oxyde nitrique ont été étudiés par le test de Griess. Les extraits les plus actifs de C. mas et C. sanguinea ont été soumis à un bio-fractionnement pour la séparation des flavonoïdes et des iridoïdes au moyen de la résine XAD-16. Les fractions obtenues ont été testées pour évaluer l'aptitude à réduire l’activation du facteur NF-kB. Résultats : L’analyse par LC/ESI/QTOF/MS détectée pour la première fois dans l’A. unedo la présence d’acide ellagique 4-O--D-glucopiranoside, de kaempférol 3-O-glucoside, de myricétine, de myricétine 3-O-rhamnopyranoside, de naringénine 7-O-glucoside, d'isovitexine 7-O-glucoside et de norbergénine, et V. corymbosum la présence d'iridoïdes scandoside, vaccinoside, géniposide et dihydromonotropeine. La caractérisation chimique complète des fruits et des feuilles de C. sanguinea a été réalisée pour la première fois, en indiquant la présence de flavonoïdes et d'iridoïdes. Il convient de noter les résultats obtenus à partir de l’activité hypoglycémique. Les extraits des deux espèces de Cornus ont montré une forte inhibition de l’-glucosidase et une inhibition modérée de l'-amylase. Résultats intéressants ont été obtenus avec la macération hydro-alcoolique de feuilles et de fruits séchés de C. mas (TDB et MDB), la macération en éthanol des feuilles fraîches (PF1) et la macération hydro-alcoolique de feuilles sèches (SD2) de C. sanguinea qui, pour cette raison, ont été soumis à un fractionnement avec la résine XAD-16. Les fractions PF1 (II) et SD2 (II) de C. sanguinea présentaient la meilleure activité inhibitrice des antioxydants et du NF-kB. Conclusion: Tous les extraits étudiés ont montrés un potentiel antioxydants, hypoglycémiants et anti-inflammatoire, confirmant l’apport positif des deux classes de composés étudiés, les flavonoïdes et les iridoïdes, suggérant leur utilisation potentielle comme source riche de composés bioactifs utiles pour la formulation de nouveaux produits pour prévenir les maladies associées au stress oxydatif, telles que les maladies inflammatoires et le diabète. En particulier, les résultats obtenus avec les fractions PF1 (II) et SD2 (II) de C. sanguinea incitent les chercheurs à poursuivre l’étude en proposant éventuellement des études in vivo.Item Effect of bergamot essential oil and its constituent linalool on myogenic and neuronally-mediated contractions of human and rat isolated colon: potential benefits in complementary treatment of intestinal diseases(Università della Calabria, 2020-07-01) Straface, Marilisa; Andò, Sebastiano; Morrone, LuigiIntroduction Bergamot essential oil (BEO) is used in aromatherapy and as an additive to food and drink to promote a citrus flavour. In animal models, BEO can modulate the synaptic functions within the Central Nervous System. However, it is not known if BEO can affect the functions of the gastrointestinal tract, despite being widely used in the food industry. BEO and its components linalool, limonene and linalyl-acetate were therefore examined for their ability to influence neuromuscular contractions of human and rat isolated colon. Material and Methods Human colon was obtained at surgery for bowel cancer following informed consent; mucosa-free strips were cut parallel to the circular muscle. Rat colon (Sprague-Dawley) strips were also cut as circular muscle preparations. In most experiments, each strip was suspended between platinum wire electrodes in tissue baths containing Krebs solution (5% CO2 in O2; 37°C) under tension (1 or 2g of tension for rat and human muscle strips, respectively) for recording of isometric contractions in response to stimulation of cholinergic nerves using electrical field stimulation (EFS) or to the application of exogenous stimulants of smooth muscle contraction (acetylcholine (ACh), 5-hydroxytryptamine (5-HT), substance P (SP) or KCl). Cumulative concentration-response curves were obtained for BEO (10-6 - 10-3 % v/v) and its major components linalool, limonene and linalyl-acetate (10-9 - 10-4 M). The inhibition of the amplitude of the contractions by each agent was expressed in percentage terms as the mean s.e.m of the numbers of patients or animals. Results In preliminary experiments, BEO and its components reduced contractions of rat colon caused by ACh, 5-HT or SP. Subsequently concentration-dependent inhibition of both KCl-evoked contractions and neuronally-mediated contractions were demonstrated in response to BEO or its components, with greater potency when tested on the latter. The inhibitory effect of BEO on myogenic and neuronally-mediated contractions was associated largely via the actions of linalool (apparent pIC50 5.6 ± 0.4, n= 4 on KCl-evoked contractions; apparent pIC50 6.7 ± 0.2, n = 4 on neuronally-mediated contractions) in human colon. Similar but less potent activity of linalool was obtained in rat colon (apparent pIC50 5.4 ± 0.3, n = 4 on KCl-evoked contractions; apparent pIC50 5.8 ± 0.1 %, n = 4 on neuronally-mediated contractions). Conclusion The results indicated that BEO, largely via the actions of linalool, inhibited both human and rat enteric neurotransmission. Some species differences were found in the ability of these substances to inhibit neuronally-mediated contractions; the rank order in terms of potency (apparent pIC50) in human was: linalool > limonene >> linalyl acetate = BEO, and in rat was: linalyl acetate > limonene = linalool >> BEO. Both BEO and linalool were more potent in human muscle strips, acting at least partly by directly inhibiting muscle contractility. These data provide a potential mechanism for their use as a complementary treatment of gastrointestinal diseases related to increased intestinal motility.Item Evaluation of a PH-sensitive mesoporous silca -based nanosystem as a vehicle for targetedcancer therapy(Università della Calabria, 2020-04-17) Nigro, Alessandra; Andò, Sebastiano; Sisci, DiegoItem Advanced and smart nanocarriers for pharmaceutical applications(Università della Calabria, 2020-04-17) Mazzotta, Elisabetta; Andò, Sebastiano; Muzzalupo, RitaThe application of nanotechnology in drug formulation has made significant headway over the last decade. Nanoscale controlled release systems allow to revalue and reformulate old drugs through targeted delivery to the desired pathological site, improving therapeutic efficiency and reducing side effects. This innovative modality of drug delivery aims to create personalized, safer and effective treatments. A great interest of the academic and industrial research is focused on the design and development of advanced nanocarriers since is a profitable way in terms of costs, times and risks than the discovery of new drugs. Herein, an extensive variety of nanocarriers systems composed of different materials including lipids, polymers and non-ionic surfactants have been proposed for different pharmaceutical applications. Specifically, the carriers have been tailor-made designed to improve drug photostability, enhance skin permeation and realize smart tools for tumor target therapy.