Convergent bioenergetic defects in Coenzyme Q10 depleted cells by pharmacological inhibition of coq2 enzyme (p-hydroxybenzoate polyprenyl transferase) and by genome editing technology targeting the encoding gene (COQ2)

Primary CoQ10 deficiency diseases encompass a heterogeneous spectrum of clinical phenotypes. Among these, defect or mutation on COQ2 gene, encoding a para-hydroxybenzoate polyprenyl transferase, have been associated with different diseases. Understanding the functional and metabolic impact of COQ2 mutation and the consequent CoQ10 deficiency is still a matter of debate. To date the aetiology of the neurological phenotypes correlated to CoQ10 deficiency does not present a clear genotype-phenotype association. In addition to the metabolic alterations due to Coenzyme Q depletion, the impairment of mitochondrial function, associated with the reduced CoQ level, could play a significant role in the metabolic flexibility of cancer. This study aimed to characterize the effect of varying degrees of CoQ10 deficiency and investigate the multifaceted aspect of CoQ10 depletion and its impact on cell metabolism. To induced CoQ10 depletion, different cell models were used, employing a chemical and genome editing approach. In T67 and MCF-7 CoQ10 depletion was achieved by a competitive inhibitor of the enzyme, 4-nitrobenzoate (4-NB), whereas in SH-SY5Y the COQ2 gene was edited via CRISPR-Cas9 cutting edge technology.

Il sistema degli endocannabinoidi nella cirrosi epatica complicata da infezione batterica: studio nell’uomo ed in un modello sperimentale animale

Gli endocannabinoidi (EC) sono una classe di composti che mimano gli effetti del Δ9-tetraidrocannabinolo. Essi comprendono l’anandamide (AEA) ed il 2-arachidonoilglicerolo (2-AG), molecole che interagiscono preferenzialmente con due specifici recettori, il CB1 ed il CB2. Più recente è la scoperta di due molecole EC simili, il palmitoiletanolamide (PEA) e l’oleiletanolamide (OEA), che tuttavia agiscono legando recettori diversi tra cui il PPARα ed il TRVP1. Studi sperimentali dimostrano che il sistema degli EC è attivato in corso di cirrosi epatica ed è coinvolto nel processo fibrogenico e nella patogenesi delle alterazioni emodinamiche tipiche della malattia. Esso partecipa alla patogenesi di alcune delle maggiori complicanze della cirrosi quali ascite, encefalopatia, cardiomiopatia ed infezioni batteriche. Scopo del presente studio è stato quello di studiare il ruolo degli EC nella patogenesi delle infezioni batteriche in corso di cirrosi. A tale scopo sono stati eseguiti un protocollo clinico ed uno sperimentale. Nel protocollo sperimentale la cirrosi è stata indotta mediante somministrazione di CCl4 per via inalatoria a ratti maschi Wistar. In tale protocollo i livelli circolanti di tutti gli EC sono risultati significativamente aumentati a seguito della somministrazione di LPS. La somministrazione dell’antagonista del recettore CB1, Rimonabant, inoltre, è stata efficace nel ridurre del 50% la mortalità a 24 ore dei ratti trattati col farmaco rispetto ai ratti trattati col solo LPS. Parallelamente il Rimonabant ha determinato una riduzione dell’espressione genica di molecole pro-infiammatorie e sostanze vasoattive. Lo studio clinico, condotto su 156 pazienti, ha confermato l’attivazione del sistema degli EC in corso di cirrosi epatica. Inoltre è stata identificata una forte correlazione tra il PEA e l’OEA e l’emodinamica sistemica ed una associazione con alcune delle maggiori complicanze. L’analisi statistica ha inoltre individuato l’OEA quale predittore indipendente di insufficenza renale e di sopravvivenza globale.