Studio del ruolo della fosfodiesterasi 5 nella modulazione della frequenza di contrazione

La compartimentalizzazione dell'adenosina monofosfato ciclico (cAMP) e dell'attività  della protein chinasi A (PKA) delle cellule muscolari cardiache gioca un ruolo chiave nel mantenimento e nell'aumento della contrattilità , causata da una stimolazione del sistema nervoso simpatico. Nei cardiomiociti, l'attivazione dei recettori adrenergici porta ad un aumento della produzione di cAMP, che viene a sua volta contenuto dall'attività  d'idrolisi da parte delle fosfodiesterasi (PDEs). Negli ultimi dieci anni si sono susseguiti una serie di studi che hanno messo in evidenza come nei cardiomiociti vi sia un incremento dell'espressione della PDE5 in diverse condizioni patologiche (Nagendran J et al.2007;Takimoto E. et al.2005). L'inibizione farmacologica della PDE5 con il Sildenafil, si ਠdimostrata efficace nel contrastare l'ipertrofia cardiaca in diversi modelli sperimentali e dati incoraggianti stanno emergendo da sperimentazioni cliniche condotte su diverse forme di scompenso cardiaco (Guazzi M et al. 2011; Andersen A et al. 2013). Un recente studio, ha ad esempio evidenziato come la cardiomiopatia diabetica possa migliorare nei pazienti sottoposti ad un inibizione cronica della PDE5 attraverso un meccanismo di anti-rimodellamento indipendente da fattori vascolari, endoteliali o metabolici (Giannetta E. et al 2015).Tuttavia, i meccanismi molecolari con cui il sildenafil agisce sull'omeostasi del cuore sono ancora in fase di investigazione. à‰ noto che gli inibitori della PDE5, agiscono occupando il sito catalitico come pseudo substrati, bloccando l'attività  esterasica e determinando un aumento intracellulare dei livelli di cGMP, con conseguente attivazione della PKG (Francis SH et al 2011). L'effetto ionotropo negativo dell'inibizione della PDE5 dopo stimolazione Beta-adrenergica ਠstata riportata in diverse specie (Lee DI et al. 2010; Senzaki H et al 2001), incluso l'uomo (Borlaug BA et al 2005). Tuttavia, l'effetto sulla cronotropia non ਠstato ancora stato documentato a causa delle limitazioni intrinseche dei modelli sperimentali. Lo scopo di questa tesi di dottorato, ਠstato quello di esaminare il ruolo dell'inibizione della PDE5A sull'aumento della frequenza di contrazione indotta in seguito ad una stimolazione dei recettori beta adrenergici. Questo studio ਠstato possibile grazie a saggi in vitro, usando come modello sperimentale cardiomiociti neonatali di origine murina, in grado di contrarsi in maniera autonoma e sincrona, su cui ਠstato possibile misurare la frequenza di contrazione, sfruttando anche un approccio farmaco-genetico combinato, basato sull' inibizione selettiva dell'attività  e dei geni che codificano per i diversi recettori beta adrenergici e PDE.