Sistema serotoninergico e risposta infiammatoria all'ischemia/riperfusione mesenterica: indagine farmacologica funzionale

Abstract

L’ischemia mesenterica acuta è una condizione patologica determinata dalla temporanea interruzione del flusso sanguigno intestinale, seguita da una fase di riperfusione, caratterizzata da alterazioni della permeabilità vasale, infiltrazione leucocitaria e liberazione di mediatori pro-infiammatori. In questo lavoro di tesi, tramite un modello sperimentale murino di ischemia/riperfusione (I/R) mesenterica, è stato valutato il ruolo del sistema serotoninergico nel quadro delle alterazioni infiammatorie descritte, tramite somministrazione di specifici ligandi: Buspirone (agonista parziale 5-HT1A), Alosetron (antagonista 5-HT3), Tegaserod (agonista parziale 5-HT4) e Fluoxetina (inibitore del sistema di reuptake della serotonina). Tra tutti i composti studiati, solo la somministrazione di Buspirone riduce in modo significativo l’edema intestinale, la produzione radicalica, l’attivazione dei leucociti polimorfonucleati (PMNs) e il rilascio sistemico di TNFα e IL-1β. Tramite utilizzo dei ligandi selettivi per il recettore 5-HT1A, 8-OH-DPAT (agonista) e WAY100135 (antagonista), è emerso che la protezione fornita dal Buspirone è riconducibile ad un’azione antagonista su questo auto- ed etero-recettore presinaptico inibitorio, mentre l’ulteriore studio sul recettore 5-HT4, tramite l’agonista (Mosapride) e l’antagonista (GR125487), non ha evidenziato un chiaro coinvolgimento di questo sottotipo recettoriale nel modello di I/R adottato. Tramite la somministrazione di Metillicaconitina (MLA), antagonista selettivo del recettore nicotinico α7, localizzato su differenti cellule del sistema immunitario, tra cui i macrofagi intestinali attivati da insulto ischemico, e associato a riduzione del rilascio di citochine, molecole chemiotattiche e d’adesione, è stato valutato il coinvolgimento di questo recettore nell’effetto protettivo attribuito all’inibizione 5-HT1A. I risultati ottenuti mostrano che il pre-trattamento con MLA abolisce l’azione benefica dell’agonista parziale 5-HT1A relativamente all’essudato infiammatorio e al reclutamento dei PMNs misurati nel digiuno, suggerendo un parziale coinvolgimento del recettore α7nAch nel meccanismo d’azione protettivo attribuito al Buspirone.

Acute mesenteric ischemia is a pathological condition induced by temporary interruption of intestinal blood flow, followed by reperfusion (I/R). It is characterized by microvascular alterations, leukocytes recruitment and pro-inflammatory mediators release. In this study, the effects of different serotonergic ligands; Buspirone (5-HT1A partial agonist), Alosetron (5-HT3 antagonist), Tegaserod (5-HT4 partial agonist) and Fluoxetine (serotonin reuptake inhibitor), were evaluated in mice subjected to mesenteric I/R. Only Buspirone treatment significantly reduced oedema formation, oxidative damage, neutrophil activation and TNFα and IL-1β release. Through 8-OH-DPAT and WAY100135 administration, respectively 5-HT1A agonist and antagonist, we prove that Buspirone exerts a protective role against mesenteric I/R alteration due to its antagonist effect on 5-HT1A inhibitory presynaptic auto- and hetero-receptors, whereas we exclude the involvement of 5-HT4 receptors in our I/R experimental model considering that Mosapride (5-HT4 agonist) and GR125487 (5-HT4 antagonist) did not modulate ischemic alterations. Then we studied the potential role of cholinergic α7 nicotinic receptors (α7nAchR), localized on intestinal activated macrophages and involved in the regulation of cytokine, chemoattractant and cell adhesion molecule release, in the protective effects mediated by the inhibition of 5HT1A receptors. Therefore we administrated Methyllycaconitine (MLA), selective α7nAchR antagonist, in association with Buspirone: MLA pre-treatment was able to prevent Buspirone protective effect on leukocytes activation and jejunal oedema formation, suggesting a partial α7nAchR involvement in the modulation of inflammatory response induced by Buspirone .