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UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI URBINO “Carlo
                      Bo”
     FACOLTA’ DI SCIENZE e TECNOLOGIE
            Sezione di Biotecnologie


 “Platelet membrane markers”

     Anna Rita Mastrogiacomo*, Valerio Marconi*
*Laboratorio di Chimica - Sezione di Biotecnologie -Dipartimento di
Scienze Biomolecolari- Via Campanella, 1 –Fano (PU)
Relatore: Anna Rita Mastrogiacomo


                        30 marzo 2012
IPOTESI DI LAVORO


Prove sperimentali hanno dimostrato la presenza di
 una significativa correlazione tra l’alterazione della
 concentrazione di alcuni acidi grassi presenti sulla
 membrana piastrinica e che ne determinano la
 fluidità, e i disturbi dell’umore o le patologie di altra
 natura, tra cui quelle cardiache e quelle
 neurodegenerative.


In particolare si è visto che depressione maggiore e
 cardiopatia ischemica sono associate a una precisa
 composizione e viscosità della membrana piastrinica
 E’ noto che le piastrine posseggono capacità
 metaboliche di sintesi degli acidi grassi e
 posseggono i recettori dei neurotrasmettitori.

 Questecaratteristiche rendono la piastrina, un
 elemento affine al neurone.

 Con semplificazione scientifica un “frammento
 di    cervello    circolante”     e    differisce
 sostanzialmente dall’ eritrocita.
Utilizzo delle piastrine come marker clinici per malattie
     neurologiche come la schizofrenia, l’alzhaimer, la
  depressione. (Plein, Berk; 2001; Di Luca et al.; 2000)


   Correlazioni tra piastrine e neuroni a proposito del
metabolismo di neurotrasmettitori come: GABA, serotonina,
               dopaminna. (Di Luca; 2000)


Marangos ha scoperto che le piastrine e i neuroni sono le
uniche cellule a contenere la subunità γ dell’enzima enolasi.
            (Marangos 1975; 1976; 1978; 1981)
Risiede nella membrana delle piastrine la
       chiave per la diagnosi della depressione


Alterazione della composizione
 percentuale di acidi grassi      Disturbi
dell’umore
 presenti sulla membrana
   piastrinica
Fluidità di Membrana:
influenzata dalla natura della catena degli
                 acidi grassi
Tecnica analitica

Gas-cromatografia-Spettrometria di Massa
Acidi grassi rilevati nella membrana
          piastrinica
 Acido palmitico C16:0
 Acido stearico C18:0
 Acido oleico C18:1
 Acido linoleico C18:2
 Acido arachidonico C20:4
Per valutare la stabilità della membrana piastrinica

     Identificazione GC-MS di lipidi presenti:

                   nel plasma,
           nelle membrane eritrocitarie
                  e piastriniche,

confrontata la percentuale relativa di ciascun acido
               grasso nei tre comparti.
Profili cromatografici degli acidi grassi ottenuti nelle diverse frazioni del sangue
Per osservare le variazioni percentuali nei tre comparti sono stati esaminati campioni
  di sangue di 2 volontari per 8 settimane. Nelle tabelle sono riportati i valori degli
                acidi grassi contenuti nel plasma, eritrociti e piastrine.
CV% di tutti gli acidi grassi presenti nel plasma di
               entrambi i volontari
CV% degli acidi grassi presenti nelle membrane
     eritrocitarie di entrambi i volontari
CV% degli acidi grassi presenti nelle membrane
     piastriniche di entrambi i volontari
Media dei CV% dei singoli acidi grassi nei tre
         comparti dei due volontari
 Questirisultati hanno mostrato che la
 composizione percentuale lipidica della
 membrana piastrinica è meno variabile
 rispetto al plasma e alla membrana eritrocitaria.

 Per
    questo motivo la variazione della fluidità della
 membrana piastrinica può essere considerta un
 marker biologico della depressione.
L’interesse intorno ad esse è notevolmente
                     cresciuto:

        sede di numerosi processi fisiologici,

             vita media di circa 10 giorni,

la composizione degli acidi grassi di membrana e
     il contenuto degli elementi in traccia, può
     riflettere lo stato generale di un individuo
       relativamente ad aspetti della patologia
             psichiatrica e cardiologica.
Valutazione clinica della percentuale di
  acidi grassi in soggetti con disturbi
               dell’umore
   Pazienti depressi (DM) n=40
    28 femmine, età media 49 anni
    12 maschi, età media 54 anni

   Pazienti bipolari (BP) n=65
    43 femmine, età media 51 anni
    22 maschi, età media 49 anni

   Controlli (CTR) (non trattati) n=27
    10 femmine, età media 38 anni
    17 maschi, età media 39 anni
Valutazione statistica della composizione lipidica
          della membrana piastrinica dei soggetti arruolati
                             per lo studio

 PARAMETRI             VALORE MEDIO               ANOVA                               T-TEST
      (%)        A      DEPRESSI   BIPOLARI   A vs DEP vs BIP      A vs DEP        A vs BIP       DEP vs BIP
  PALMITICO    18,09      17,12      19,83     p = 1x10^-13       p = 0,002     p = 9,6x10^-5   p = 8,3x10^-14
   STEARICO    19,85      18,91      19,41       p = 0,089        p = 0,020       p = 0,330        p = 0,119
    OLEICO     28,05      27,67      28,37       p = 0,219        p = 0,366       p = 0,536        p = 0,077
  LINOLEICO     8,88      9,58       8,41        p = 0,018        p = 0,133       p = 0,325        p = 0,006
ARACHIDONICO   25,13      26,72      23,97     p = 4x10^-8      p = 3,2x10^-4     p = 0,053     p = 6,1x10^-9
La Rete Neurale Artificiale (Self Organizing Map-SOM) e
                        indice B2




  i Fatty Acids
1 Palmitic Acid   C 16:0
2 Linoleic Acid   C 18:2
3 Arachidonic AcidC 20:4                          3
                                                          mp i
Ai = per cent of i Fatty Acid
mwi = molecular weight of i Fatty Acid
                                         B2   ∑
                                              =( A    i
                                                                 )
mpi = melting point of i Fatty Acid           i =1        mw i
Valutazione statistica degli indici B2 dei
    soggetti arruolati per lo studio
Grazie per l’attenzione !

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Annarita Mastrogiacomo

  • 1. UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI URBINO “Carlo Bo” FACOLTA’ DI SCIENZE e TECNOLOGIE Sezione di Biotecnologie “Platelet membrane markers” Anna Rita Mastrogiacomo*, Valerio Marconi* *Laboratorio di Chimica - Sezione di Biotecnologie -Dipartimento di Scienze Biomolecolari- Via Campanella, 1 –Fano (PU) Relatore: Anna Rita Mastrogiacomo 30 marzo 2012
  • 2. IPOTESI DI LAVORO Prove sperimentali hanno dimostrato la presenza di una significativa correlazione tra l’alterazione della concentrazione di alcuni acidi grassi presenti sulla membrana piastrinica e che ne determinano la fluidità, e i disturbi dell’umore o le patologie di altra natura, tra cui quelle cardiache e quelle neurodegenerative. In particolare si è visto che depressione maggiore e cardiopatia ischemica sono associate a una precisa composizione e viscosità della membrana piastrinica
  • 3.  E’ noto che le piastrine posseggono capacità metaboliche di sintesi degli acidi grassi e posseggono i recettori dei neurotrasmettitori.  Questecaratteristiche rendono la piastrina, un elemento affine al neurone.  Con semplificazione scientifica un “frammento di cervello circolante” e differisce sostanzialmente dall’ eritrocita.
  • 4. Utilizzo delle piastrine come marker clinici per malattie neurologiche come la schizofrenia, l’alzhaimer, la depressione. (Plein, Berk; 2001; Di Luca et al.; 2000) Correlazioni tra piastrine e neuroni a proposito del metabolismo di neurotrasmettitori come: GABA, serotonina, dopaminna. (Di Luca; 2000) Marangos ha scoperto che le piastrine e i neuroni sono le uniche cellule a contenere la subunità γ dell’enzima enolasi. (Marangos 1975; 1976; 1978; 1981)
  • 5. Risiede nella membrana delle piastrine la chiave per la diagnosi della depressione Alterazione della composizione percentuale di acidi grassi Disturbi dell’umore presenti sulla membrana piastrinica
  • 6. Fluidità di Membrana: influenzata dalla natura della catena degli acidi grassi
  • 7.
  • 9. Acidi grassi rilevati nella membrana piastrinica  Acido palmitico C16:0  Acido stearico C18:0  Acido oleico C18:1  Acido linoleico C18:2  Acido arachidonico C20:4
  • 10. Per valutare la stabilità della membrana piastrinica Identificazione GC-MS di lipidi presenti: nel plasma, nelle membrane eritrocitarie e piastriniche, confrontata la percentuale relativa di ciascun acido grasso nei tre comparti.
  • 11. Profili cromatografici degli acidi grassi ottenuti nelle diverse frazioni del sangue
  • 12. Per osservare le variazioni percentuali nei tre comparti sono stati esaminati campioni di sangue di 2 volontari per 8 settimane. Nelle tabelle sono riportati i valori degli acidi grassi contenuti nel plasma, eritrociti e piastrine.
  • 13.
  • 14.
  • 15. CV% di tutti gli acidi grassi presenti nel plasma di entrambi i volontari
  • 16. CV% degli acidi grassi presenti nelle membrane eritrocitarie di entrambi i volontari
  • 17. CV% degli acidi grassi presenti nelle membrane piastriniche di entrambi i volontari
  • 18. Media dei CV% dei singoli acidi grassi nei tre comparti dei due volontari
  • 19.  Questirisultati hanno mostrato che la composizione percentuale lipidica della membrana piastrinica è meno variabile rispetto al plasma e alla membrana eritrocitaria.  Per questo motivo la variazione della fluidità della membrana piastrinica può essere considerta un marker biologico della depressione.
  • 20. L’interesse intorno ad esse è notevolmente cresciuto:  sede di numerosi processi fisiologici,  vita media di circa 10 giorni, la composizione degli acidi grassi di membrana e il contenuto degli elementi in traccia, può riflettere lo stato generale di un individuo relativamente ad aspetti della patologia psichiatrica e cardiologica.
  • 21. Valutazione clinica della percentuale di acidi grassi in soggetti con disturbi dell’umore  Pazienti depressi (DM) n=40 28 femmine, età media 49 anni 12 maschi, età media 54 anni  Pazienti bipolari (BP) n=65 43 femmine, età media 51 anni 22 maschi, età media 49 anni  Controlli (CTR) (non trattati) n=27 10 femmine, età media 38 anni 17 maschi, età media 39 anni
  • 22. Valutazione statistica della composizione lipidica della membrana piastrinica dei soggetti arruolati per lo studio PARAMETRI VALORE MEDIO ANOVA T-TEST (%) A DEPRESSI BIPOLARI A vs DEP vs BIP A vs DEP A vs BIP DEP vs BIP PALMITICO 18,09 17,12 19,83 p = 1x10^-13 p = 0,002 p = 9,6x10^-5 p = 8,3x10^-14 STEARICO 19,85 18,91 19,41 p = 0,089 p = 0,020 p = 0,330 p = 0,119 OLEICO 28,05 27,67 28,37 p = 0,219 p = 0,366 p = 0,536 p = 0,077 LINOLEICO 8,88 9,58 8,41 p = 0,018 p = 0,133 p = 0,325 p = 0,006 ARACHIDONICO 25,13 26,72 23,97 p = 4x10^-8 p = 3,2x10^-4 p = 0,053 p = 6,1x10^-9
  • 23. La Rete Neurale Artificiale (Self Organizing Map-SOM) e indice B2 i Fatty Acids 1 Palmitic Acid C 16:0 2 Linoleic Acid C 18:2 3 Arachidonic AcidC 20:4 3 mp i Ai = per cent of i Fatty Acid mwi = molecular weight of i Fatty Acid B2 ∑ =( A i ) mpi = melting point of i Fatty Acid i =1 mw i
  • 24. Valutazione statistica degli indici B2 dei soggetti arruolati per lo studio