Temi di ricerca

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FARMACOLOGIA GENERALE

A – RECETTORI E ASPETTI MOLECOLARI DELL’AZIONE FARMACOLOGICA

Analisi del recettore colinergico e relazioni struttura/attività. Approccio allo studio delle azioni farmacologiche a livello della placca neuromuscolare di anfibio e mammifero.

Le prime attività di ricerca del sottoscritto sono state eseguite mediante saggi biologici in vitro studiando una serie di composti, derivati sintetici di muscarina e muscarone, su un insieme di recettori colinergici. Più recentemente sono state studiate le interazioni di alcuni farmaci con il recettore colinergico nicotinico della placca neuromuscolare; allo scopo sono stati eseguiti esperimenti di registrazione intracellulare sul preparato nervo sciatico-muscolo sartorio di rana. Gli studi sono stati eseguiti saggiando inizialmente un derivato del muscarone, inserito nel multiscreening precedentemente descritto, e in seguito con alcuni beta-bloccanti e agenti anti-H2. I risultati sono stati discussi in termini di prevalente attività pre- o post-sinaptica e di modulazione della risposta fisiologica all’azione del mediatore colinergico. Interferenze multiple confermano l’ipotesi di un controllo, a più complessi livelli, dei fenomeni responsabili degli eventi finali comuni tipo apertura canali ionici – depolarizzazione – attività intracellulari. Recentemente è stata allestita la tecnica della registrazione extracellulare mediante Patch Clamp e la derivazione delle correnti ioniche di membrana tramite la tecnica del Loose Patch Clamp, tecniche sviluppate presso il Max Plank Institute di Gottingen. I segnali biologici sono derivati sul nostro preparato in presenza di diversi farmaci tra cui anestetici locali, calcio antagonisti e anti-H2 istaminici. In seguito le stesse tecniche sono state utilizzate per lo studio a livello di un preparato di mammifero; il frenico-diaframma di topo. Su questo preparato sono state altresì saggiate varie sostanze ad attività oppioide e alcuni agonisti e antagonisti muscarinici, allo scopo di definire il controllo presinaptico del rilascio di mediatore, verosimilmente di tipo inibitorio, da parte di recettori muscarinici, contrapposti al sistema colinergico nicotinico presinaptico.

B – MODULAZIONE E INTERAZIONI FARMACOLOGICHE

Valutazione degli effetti modulatori indotti da alcune sostanze sul release di mediatori e studi di interazioni farmacologiche mediante farmaci colinergici, adrenergici, purinergici e oppiacei.

Utilizzando le tecniche sperimentali di ricerca sviluppate presso il Laboratorio di Farmacologia dell’I.M.S.C., sono stati studiati gli antagonismi di alcuni antiadrenergici su preparati a carattere colinergico muscarinico e nicotinico. sono state calcolate le costanti di affinità degli agonisti (Kx), saggiati da soli e in presenza di dosi crescenti di antagonista che, negli opportuni ranges di linearità dell’antagonismo, hanno permesso di ricavare le rispettive costanti di affinità degli stessi antagonisti (Ky). Studi più recenti sono stati sviluppati con le tecniche elettrofisio-farmacologiche saggiando l’effetto di agonisti e antagonisti sia colinergici, muscarinici e nicotinici, che purinergici e oppiacei. Dalle risposte altamente specifiche ottenute sul nostro preparato, è stato possibile dimostrare un effetto modulante e quindi la presenza di specifici recettori (auto- ed etero-recettori) a livello del terminale presinaptico.

C – ANALISI DI SISTEMI, FLUORESCENZA, MORFOMETRIA E TECNICHE BIOCHIMICHE

Controllo cardio-vascolare nel ratto e letture di bioluminescenza in vivo. Interazioni di alcuni farmaci antiinfiammatori non steroidei su reazioni enzimatiche catalitiche. Analisi morfometrica di miofilamenti scheletrici.

La “System analysis” è stata applicata nello studio della regolazione del sistema cardiovascolare del ratto anestetizzato con uretano. La somministrazione di noradrenalina e acetilcolina, sia impulsiva che secondo funzioni sinusoidali, in presenza di ioscina e alternativamente con o senza alcuni farmaci beta-litici, ha fornito il profilo caratteristico anti-nicotinico di questi agenti beta-litici. Mediante l’utilizzo dell’analisi di Fourier e del calcolo spettrale, si è passati alla valutazione dello spettro di potenza degli intervalli cardiaci RR e QT per caratterizzare le frequenze caratteristiche relative ai sistemi di controllo del battito cardiaco in condizioni normali e in seguito a trattamenti con farmaci.

Con tecniche biochimico-enzimatiche è stata valutata l’inibizione della digestione triptica e chimotriptica della albumina, allo stato nativo e dopo denaturazione al calore, da parte di farmaci antiinfiammatori non-steroidei e benzodiazepine.

L’approccio all’analisi morfometrica è stato eseguito in collaborazione sul medesimo preparato utilizzato negli studi elettrofisiologici. Alcune osservazioni precedenti avevano suggerito una possibile alterazione dei filamenti sottili in seguito alla interazione con la miosina. Dai risultati ottenuti si nota in effetti una diversa grandezza dei filamenti sottili nelle varie bande del sarcomero.

FARMACOLOGIA SPECIALE

A – TERAPIA E FARMACOLOGIA CLINICA

Prospettive cliniche relative all’uso di chemioterapici e altre classi farmacologiche. Analisi della variabilità cardiaca in diverse condizioni patologiche.

Sono discussi alcuni protocolli di terapia antibiotica e diversi approcci chemioterapici antivirali. Sono inoltre trattati gli aspetti di terapia clinica dominanti nel trattamento con antiipertensivi, antiepilettici e altri farmaci. Valutazione degli intervalli cardiaci in pazienti affetti da neuropatia diabetica e da sindrome del QT lungo.

B – TOSSICODIPENDENZE E FARMACOEPIDEMIOLOGIA

Elaborazione dati segnalati al Servizio di Farmacologia Clinica e Tossicologia e commenti. Meccanismi molecolari alla base della dipendenza farmacologica e aspetti attuali dell’abuso da farmaci e alcool.

Sono riportati i risultati ottenuti mediante una analisi statistica eseguita su schede raccolte dal servizio di Farmacologia Clinica e Tossicologia dell’I.M.S.C. Sono stati inoltre eseguiti degli studi sperimentali riguardanti la comparsa di effetti farmacologici rilevanti con sostanze che si suppone siano dotate di attività oppioide.

Gli argomenti più trattati sono quelli riguardanti la farmacovigilanza, con particolare attenzione ai metodi di rilevazione postmarketing e alla gestione delle segnalazioni riguardanti gli effetti collaterali eventualmente prodotti. Le relazioni riguardano temi di attualità farmacologica come la descrizione di nuovi gruppi di recettori farmacologici e meccanismi molecolari dell’azione farmacologica.

BIOTECNOLOGIE IN FARMACOLOGIA

A – NUOVI METODI SPERIMENTALI E PROTOCOLLI DI LAVORO

Tecniche originali sviluppate presso il Laboratorio permettono, per mezzo di sistemi di automazione, la registrazione on-line e l’analisi completa dei dati sperimentali derivanti da differenti ricerche in campo biologico. In particolare sono stati eseguiti programmi in vari linguaggi per la determinazione immediata dei dati sperimentali riguardanti la neurosecrezione, sia spontanea che evocata, nonché la misura della corrente al sodio con le sue componenti di attivazione ed inattivazione secondo il modello di Hodgkin e Huxley. Il modello sperimentale, appreso con la collaborazione del Dott. Walter Stühmer del Max Plank Institute di Gottingen e in parte basato sulle tecniche sviluppate dai Dott.i Neher e Sakmann nello stesso Istituto, rappresenta un utile strumento per completare, in campo farmacologico, gli screening tradizionalmente usati per la valutazione degli effetti farmacologici di nuove sostanze, sia di sintesi che isolate da tessuti biologici. Tra i metodi computerizzati utili ai fini della ricerca scientifica è stato elaborato anche un metodo automatizzato per l’analisi degli ECG registrati con il sistema Holter.

B – OSSIGENO OZONO TERAPIA E RADICALI LIBERI

Il ruolo di agenti ossidanti nella modulazione di complessi sistemici deputati al controllo dello stress ossidativo rappresenta uno degli ultimi filoni attivati sia nella ricerca di base che in quella clinica. Numerosi lavori sono indicativi di effetti modulanti la produzione di ossido nitrico e di recettori purinergici. Recentemente l’ipotesi di un precondizionamento ossidativo è stata provata sia per il dolore neuropatico che nella espressione di alcune caspasi pro infiammatorie alla base degli innumerevoli effetti terapeutici indotti da piccole dosi di miscele ossigeno-ozono in grado di modulare il sistema immunitario e gli enzimi antiossidanti quali Superossido Dismutasi mitocondriale. La nostra esperienza si basa sia su indagini cliniche ed epidemiologiche su una vasto campione di pazienti (10 mila) che su ricerca scientifica di base e clinica eseguita in collaborazione con i più prestigiosi centri internazionali tra cui l’Università di Havana e la Società Internazionale di Ossigeno Ozono Terapia.