I polibromodifenileteri (PBDE) sono composti chimici di particolare interesse in quanto sono utilizzati come ritardanti di fiamma in molti prodotti di uso comune (articoli tessili, circuiti elettrici ed elettronici, materiali plastici) che spesso vengono smaltiti in modo inappropriato, determinando un aumento costante della loro concentrazione ambientale. In modelli sperimentali in vitro ed in vivo di diverse specie animali (pesci, uccelli, roditori) è stato osservato che l'esposizione a PBDE causa una riduzione della produzione di ormoni tiroidei (Hallgren et al. 2001; Zhou et al. 2002; Fernie et al. 2005) cui segue una riduzione dei livelli di transtiretina (TTR), una proteina che regola il rifornimento di questi ormoni agli organi bersaglio (Crump et al. 2008). A livello molecolare è stata inoltre osservata una down-regolazione dell'espressione del brain-derived neurotrophic factor (BDNF) e della proteina anti-apoptotica Bcl-2 non revertita dal trattamento con ormoni tiroidei, suggerendo che i PBDE interferiscono sulla regolazione, mediata dagli ormoni tiroidei, dell'espressione genica di queste molecole (Blanco et al. 2011). Poiché gli ormoni tiroidei notoriamente influenzano la maturazione e l'omeostasi di numerosi sistemi quali quello immunitario e il sistema nervoso, è ragionevole attendersi che l'esposizione a contaminanti ambientali, inclusi i PBDE (che nell'uomo sono assorbiti per inalazione, assorbimento cutaneo e consumo di alimenti contaminati), riducendo la produzione di ormoni tiroidei, possa causare effetti neurotossici sia durante lo sviluppo cerebrale (ritardate e ridotte capacità cognitive) che in età adulta. Inoltre, nei limitati studi condotti sull'uomo, è stato osservato che i livelli sanguigni di PBDE sono più elevati nei bambini rispetto agli adulti (Fischer et al. 2006) e sono trasmissibili dalla madre al feto ed al neonato attraverso la placenta e il latte materno.
Sulla base di queste premesse è stato ipotizzato che bambini affetti da autismo o da sintomi correlati all'autismo possano essere più suscettibili all'azione di contaminanti ambientali quali i PBDE poiché alcune alterazioni comportamentali osservate in questi soggetti sono state associate a disfunzioni di meccanismi o di fattori epigenetici (Sindrome dello X fragile, Sindrome di Rett o alterazioni nel braccio lungo del cromosoma 15) che, a loro volta, sono state correlate con l'azione dei PBDE (Schanen 2006; Hogart et al. 2008; Wu et al. 2009). Il progetto si propone di utilizzare un approccio integrato, combinando tecniche chimiche, istopatologiche e molecolari, per studiare sullo zebrafish e sull'uomo l'azione dei PBDE sui livelli degli ormoni tiroidei e su numerosi parametri morfo-funzionali e di natura genetica ed epigenetica.
Dal punto di vista applicativo il progetto è diviso in due fasi. In una prima fase verranno allestiti dei saggi di tossicità cronica su zebrafish, modello in vivo riconosciuto a livello internazionale (Segner 2009), utilizzando il mangime come mezzo di somministrazione dei PBDE. Negli esemplari sacrificati, si valuteranno i parametri biometrici ed eventuali alterazioni istologiche del tessuto tiroideo quali l'ultrastruttura delle cellule parenchimatose tiroidee con particolare riguardo al nucleo, al reticolo endoplasmatico e all'apparato del Golgi. Per verificare l'effetto dell'esposizione sulla cinetica cellulare tiroidea sarà effettuato lo studio dell'espressione del PCNA e della TTR. Parimenti si procederà alla valutazione immunoistochimica quali-quantitativa dell'espressione da parte delle cellule tiroidee di tiroxina e dei recettori per gli ormoni tiroidei. Saranno valutati i livelli di PDBE nel mangime contaminato e nei pesci e in questi ultimi anche i livelli degli ormoni tiroidei.
La seconda fase del progetto prevederà la selezione di un gruppo di bambini (2-16 anni) con uno sviluppo neurologico normale (gruppo controllo) ed un gruppo di bambini con disordini dello spettro autistico, che unitamente ai loro parenti prossimi (genitori e fratelli o sorelle) saranno sottoposti a prelievo di sangue, previo parere favorevole del Comitato di Etica. Su tutti i campioni prelevati si effettuerà la determinazione dei livelli di PBDE, dell'espressione dell'mRNA dei recettori per il TSH, dei recettori per gli ormoni tiroidei, del PCNA e della TTR oltre che eventuali alterazioni dei geni che codificano per il recettore TSH e di alcuni altri geni quali UBE3A e ATP10A.
Alla conduzione del progetto contribuiranno ricercatori del Dipartimento di Scienze Sperimentali e Cliniche dell'Università di Chieti, del Dipartimento di Scienze degli Alimenti dell'Università di Teramo e del dipartimento di Scienze della Vita e Biotecnologie dell'Università di Ferrara.
Sulla base di queste premesse è stato ipotizzato che bambini affetti da autismo o da sintomi correlati all'autismo possano essere più suscettibili all'azione di contaminanti ambientali quali i PBDE poiché alcune alterazioni comportamentali osservate in questi soggetti sono state associate a disfunzioni di meccanismi o di fattori epigenetici (Sindrome dello X fragile, Sindrome di Rett o alterazioni nel braccio lungo del cromosoma 15) che, a loro volta, sono state correlate con l'azione dei PBDE (Schanen 2006; Hogart et al. 2008; Wu et al. 2009). Il progetto si propone di utilizzare un approccio integrato, combinando tecniche chimiche, istopatologiche e molecolari, per studiare sullo zebrafish e sull'uomo l'azione dei PBDE sui livelli degli ormoni tiroidei e su numerosi parametri morfo-funzionali e di natura genetica ed epigenetica.
Dal punto di vista applicativo il progetto è diviso in due fasi. In una prima fase verranno allestiti dei saggi di tossicità cronica su zebrafish, modello in vivo riconosciuto a livello internazionale (Segner 2009), utilizzando il mangime come mezzo di somministrazione dei PBDE. Negli esemplari sacrificati, si valuteranno i parametri biometrici ed eventuali alterazioni istologiche del tessuto tiroideo quali l'ultrastruttura delle cellule parenchimatose tiroidee con particolare riguardo al nucleo, al reticolo endoplasmatico e all'apparato del Golgi. Per verificare l'effetto dell'esposizione sulla cinetica cellulare tiroidea sarà effettuato lo studio dell'espressione del PCNA e della TTR. Parimenti si procederà alla valutazione immunoistochimica quali-quantitativa dell'espressione da parte delle cellule tiroidee di tiroxina e dei recettori per gli ormoni tiroidei. Saranno valutati i livelli di PDBE nel mangime contaminato e nei pesci e in questi ultimi anche i livelli degli ormoni tiroidei.
La seconda fase del progetto prevederà la selezione di un gruppo di bambini (2-16 anni) con uno sviluppo neurologico normale (gruppo controllo) ed un gruppo di bambini con disordini dello spettro autistico, che unitamente ai loro parenti prossimi (genitori e fratelli o sorelle) saranno sottoposti a prelievo di sangue, previo parere favorevole del Comitato di Etica. Su tutti i campioni prelevati si effettuerà la determinazione dei livelli di PBDE, dell'espressione dell'mRNA dei recettori per il TSH, dei recettori per gli ormoni tiroidei, del PCNA e della TTR oltre che eventuali alterazioni dei geni che codificano per il recettore TSH e di alcuni altri geni quali UBE3A e ATP10A.
Alla conduzione del progetto contribuiranno ricercatori del Dipartimento di Scienze Sperimentali e Cliniche dell'Università di Chieti, del Dipartimento di Scienze degli Alimenti dell'Università di Teramo e del dipartimento di Scienze della Vita e Biotecnologie dell'Università di Ferrara.