Relazione tra dieta, microbiota intestinale e metabolismo epatico: la lezione dell'ossido di trimetilammina (TMAO). Studio in vitro sul suo possibile coinvolgimento nella disfunzione endoteliale.

L’ossido di trimetilammina (TMAO) è un composto derivato dalla dieta che può essere introdotto direttamente attraverso prodotti ittici, o può essere sintetizzato a partire da precursori quali carnitina, colina, betaina ed ergotionenina, abbondanti nelle diete occidentali. Questi precursori derivati dalla dieta vengono convertiti in trimetilammina (TMA) da parte del microbiota intestinale; in seguito, la TMA viene assorbita nel colon e trasportata attraverso la circolazione portale al fegato dove gli enzimi flavin monossigenasi 3 (FMO3) ossidano la TMA in TMAO. Diversi studi suggeriscono un ruolo proaterogeno del TMAO, poiché l’elevata concentrazione plasmatica della molecola sembra essere correlata con iperreattività piastrinica e disfunzione endoteliale. Tuttavia, i meccanismi molecolari degli effetti dannosi del TMAO sono ancora poco chiari. Questo progetto, del quale ho direttamente seguito l’ultima fase a causa dell’emergenza pandemica, ha lo scopo di studiare il ruolo del TMAO nella disfunzione endoteliale, mediante esperimenti in vitro su cellule endoteliali di aorta bovina (BAE-1); in particolare si sono analizzati la vitalità cellulare, lo stress ossidativo e la produzione di monossido di azoto (NO), sia in condizioni basali sia in seguito a stimolazione purinergica (ATP). Gli studi di vitalità cellulare, effettuati con saggi colorimetrici, non hanno mostrato effetti citotossici diretti del TMAO. Per lo studio dello stress ossidativo sono stati condotti esperimenti con specifiche sonde fluorescenti, i quali hanno evidenziato un effetto neutrale del TMAO sulla produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) e sul potenziale di membrana mitocondriale (MMP), sia in condizioni basali che in condizioni di stress. Per lo studio del NO, esperimenti in fluorescenza hanno suggerito un ruolo del TMAO nell’alterazione della produzione di NO indotta dalla stimolazione purinergica. Sulla base di questi primi risultati, il mio lavoro si è focalizzato principalmente sulla valutazione dell’effetto del TMAO sulla regolazione della fosforilazione dell’enzima responsabile della sintesi di NO (eNOS) in seguito a stimolazione con ATP. Esperimenti di Western Blot hanno evidenziato che il TMAO riduce la fosforilazione di eNOS indotta da stimolazione purinergica. I risultati di questi esperimenti, in accordo con quelli derivati dalle misure in fluorescenza di sintesi NO, suggeriscono un possibile ruolo del TMAO nel ridurre la risposta purinergica vasodilatatoria delle cellule endoteliali, e quindi un suo possibile coinvolgimento nell’alterazione dei meccanismi di controllo fisiologico del tono vascolare.