Il presente progetto, articolato in 4 anni, prevede una fase di start-up (2 anni) e un proseguimento esteso per ulteriori 2 anni. Oggetto della sperimentazione sarà lo studio del metabolismo del rame, nella sua “doppia vita” di metallo essenziale per tutti gli organismi viventi, ma anche molto tossico, qualora le sue concentrazioni eccedano i livelli consentiti dai meccanismi omeostatici cellulari. Saranno studiati i seguenti organismi marini: orata (Sparus aurata) e mitilo (Mytilus galloprovincialis provenienti dall’alto Adriatico. Gli studi riguardanti l’essenzialità e la tossicità del Cu verranno affrontati in modo interdisciplinare dalle varie U.O. con l’obiettivo di sviluppare un network che permetta di ottenere risultati integrati a vari livelli di complessità: molecolare, cellulare, tessutale, di organismo in toto. Altri importanti obiettivi del progetto riguardano la messa a punto e la sperimentazione di metodologie innovative (genomica e proteomica) l’impiego dell’orata come modello per lo studio di malattie legate al dismetabolismo del Cu e la valutazione di eventuali ricadute sulla salute umana in seguito al consumo di prodotti ittici con diverso contenuto di Cu. Gli obiettivi specifici relativi alla fase di start-up riguardano: a) Approfondimento dei meccanismi omeostatici del Cu in organismi marini appartenenti a due importanti livelli della catena trofica: a) Molluschi (Mytilus galloprovincialis); b) Teleostei (Sparus aurata), nella duplice veste di specie selvatica oggetto di pesca e di specie di allevamento. b) Studio degli effetti dell’esposizione a Cu in orate e mitili in condizioni controllate di laboratorio; c) messa a punto di nuove strategie di indagine e individuazione di modelli nuovi sperimentali. Il presente progetto presenta una forte carica innovativa, grazie soprattutto all’impiego di animali “non convenzionali” come modelli sperimentali, alla strategia di approccio multidisciplinare e al fatto di considerare il Cu anche come elemento tossico, le cui concentrazioni devono essere tenute sotto controllo sia a livello ambientale che dietetico. Nonostante in questo settore siano state condotte anche a livello internazionale delle ricerche riguardanti le specie marine, in particolar modo del mare Adriatico, gli studi sono ancora frammentari; di conseguenza, si rende necessaria una strategia che affronti in modo comparativo e interdisciplinare gli effetti del Cu sul biota acquatico e le eventuali ricadute sulla salute umana, anche per il ruolo rivestito da questo elemento in alcune patologie del sistema nervoso centrale. La sperimentazione del progetto prevede che esemplari di orata e di mitilo vengano esposti sperimentalmente in laboratorio a concentrazioni acute e sub-acute di rame secondo protocolli che tengano conto delle vie naturali di assunzione degli inquinanti, cioè aggiungendo l’inquinante direttamente nell’acqua, oppure addizionandolo all’alimento. Sui campioni biologici ottenuti saranno valutati molteplici parametri biochimici, fisiologici, istologici, istopatologici, produttivi e clinici che permetteranno di ottenere un quadro integrato e multidisciplinare relativo all’omeostasi del Cu e alle ricadute sulla salute del consumatore. Per quanto riguarda le ricerche svolte in campo umano, è previsto l’impiego della risonanza magnetica nucleare per lo studio del sistema nervoso centrale in individui con particolari patologie degenerative. L'esperienza di molti ricercatori che partecipano al presente progetto, maturata a partire dagli anni ‘70 in diversi settori della biochimica marina comparata, unitamente alle competenze specifiche dei ricercatori afferenti agli altri settori scientifici rendono gli obiettivi proposti sperimentalmente realizzabili nel periodo previsto da questo programma.

Doppia vita del Cu:essenzialità e tossicità negli organismi marini e ricadute sulla salute umana

CARPENE', EMILIO
2007

Abstract

Il presente progetto, articolato in 4 anni, prevede una fase di start-up (2 anni) e un proseguimento esteso per ulteriori 2 anni. Oggetto della sperimentazione sarà lo studio del metabolismo del rame, nella sua “doppia vita” di metallo essenziale per tutti gli organismi viventi, ma anche molto tossico, qualora le sue concentrazioni eccedano i livelli consentiti dai meccanismi omeostatici cellulari. Saranno studiati i seguenti organismi marini: orata (Sparus aurata) e mitilo (Mytilus galloprovincialis provenienti dall’alto Adriatico. Gli studi riguardanti l’essenzialità e la tossicità del Cu verranno affrontati in modo interdisciplinare dalle varie U.O. con l’obiettivo di sviluppare un network che permetta di ottenere risultati integrati a vari livelli di complessità: molecolare, cellulare, tessutale, di organismo in toto. Altri importanti obiettivi del progetto riguardano la messa a punto e la sperimentazione di metodologie innovative (genomica e proteomica) l’impiego dell’orata come modello per lo studio di malattie legate al dismetabolismo del Cu e la valutazione di eventuali ricadute sulla salute umana in seguito al consumo di prodotti ittici con diverso contenuto di Cu. Gli obiettivi specifici relativi alla fase di start-up riguardano: a) Approfondimento dei meccanismi omeostatici del Cu in organismi marini appartenenti a due importanti livelli della catena trofica: a) Molluschi (Mytilus galloprovincialis); b) Teleostei (Sparus aurata), nella duplice veste di specie selvatica oggetto di pesca e di specie di allevamento. b) Studio degli effetti dell’esposizione a Cu in orate e mitili in condizioni controllate di laboratorio; c) messa a punto di nuove strategie di indagine e individuazione di modelli nuovi sperimentali. Il presente progetto presenta una forte carica innovativa, grazie soprattutto all’impiego di animali “non convenzionali” come modelli sperimentali, alla strategia di approccio multidisciplinare e al fatto di considerare il Cu anche come elemento tossico, le cui concentrazioni devono essere tenute sotto controllo sia a livello ambientale che dietetico. Nonostante in questo settore siano state condotte anche a livello internazionale delle ricerche riguardanti le specie marine, in particolar modo del mare Adriatico, gli studi sono ancora frammentari; di conseguenza, si rende necessaria una strategia che affronti in modo comparativo e interdisciplinare gli effetti del Cu sul biota acquatico e le eventuali ricadute sulla salute umana, anche per il ruolo rivestito da questo elemento in alcune patologie del sistema nervoso centrale. La sperimentazione del progetto prevede che esemplari di orata e di mitilo vengano esposti sperimentalmente in laboratorio a concentrazioni acute e sub-acute di rame secondo protocolli che tengano conto delle vie naturali di assunzione degli inquinanti, cioè aggiungendo l’inquinante direttamente nell’acqua, oppure addizionandolo all’alimento. Sui campioni biologici ottenuti saranno valutati molteplici parametri biochimici, fisiologici, istologici, istopatologici, produttivi e clinici che permetteranno di ottenere un quadro integrato e multidisciplinare relativo all’omeostasi del Cu e alle ricadute sulla salute del consumatore. Per quanto riguarda le ricerche svolte in campo umano, è previsto l’impiego della risonanza magnetica nucleare per lo studio del sistema nervoso centrale in individui con particolari patologie degenerative. L'esperienza di molti ricercatori che partecipano al presente progetto, maturata a partire dagli anni ‘70 in diversi settori della biochimica marina comparata, unitamente alle competenze specifiche dei ricercatori afferenti agli altri settori scientifici rendono gli obiettivi proposti sperimentalmente realizzabili nel periodo previsto da questo programma.
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