Analisi via spettrometria di massa di molecole Quorum Sensing in pazienti con shock settico e loro ruolo nello sviluppo di danno renale acuto.

Il progetto proposto riguarda la quantificazione via spettrometria di massa di molecole di origine batterica in campioni biologici di pazienti con shock settico. L’iniziativa vuole infatti soddisfare il bisogno di valutare la presenza delle molecole note come Quorum Sensing (QS) come bio-marcatori in pazienti critici ricoverati in terapia intensiva e sub-intensiva con shock settico in tempi differenti. Il progetto è caratterizzato dalla capacità di creare una proficua rete a livello territoriale sfruttando le diverse competenze chimico-analitiche e cliniche dei componenti. Grazie alla disponibilità della strumentazione e delle competenze del laboratorio dell’unità di spettrometria di massa, Dipartimento di Biotecnologie Molecolari e Scienze per la Salute dell’Università di Torino (Dal Bello / Medana) per la quantificazione di molecole di origine batteriche di interesse biologico e alle profonde conoscenze cliniche in ambito anestesiologico e nefrologico delle unità dell’Università degli Studi di Torino, Dipartimento di Scienze Chirurgiche (Fanelli) e dell’Università degli Studi del Piemonte Orientale, Dipartimento di Medicina Traslazionale (Cantaluppi), il progetto di propone di realizzare uno studio prospettico osservazionale sul territorio Piemontese dell’evolversi dello shock settico in danno renale acuto (Acute Kidney Injury AKI). L’integrazione interdisciplinare delle attività della ricerca in campo chimico-analitico e delle azioni della pratica clinica è un bisogno fondamentale per l’individuazione di bio-marcatori molecolari. La spettrometria di massa è una tecnica potente e di alta significatività diagnostica che è recentemente stata introdotta in molteplici determinazioni diagnostiche in ambito clinico. A seguito di ricerche innovative condotte con l’utilizzo della spettrometria di massa, è stato possibile individuare e studiare le molecole QS che veicolano informazioni che i germi si scambiano e possono indurre danno renale acuto (Acute Kidney Injury AKI). I QS rappresentano un sistema di regolazione trascrizionale dipendente dalla densità cellulare e costituiti da due elementi: molecola segnale in grado di essere internalizzata a livello citoplasmatico e attivatore trascrizionale. Chimicamente i QS possono essere descritti come piccole molecole in grado di diffondere nei fluidi biologici e sono rappresentati da oligopeptidi quando prodotti da batteri Gram positivi, e da molecole organiche come i chinoloni e gli N-acil-omoserinlattoni se sintetizzati da batteri Gram negativi. In particolare, questa ultima classe di composti chimici, gli N-acil-omoserinlattoni, sono caratterizzati da un ciclo γ-lattone con una acetilazione sull’atomo di azoto in alfa e una catena acilica che può presentare idrossilazioni o ossidazioni ulteriori. È stato dimostrato che alcuni batteri opportunisti per l’uomo, come lo Pseudomonas aeruginosa producono in maggiore quantità due particolari molecole QS di segnale, il N-(3-ossododecanoil)-L-omoserinlattone (3-oxo-C12-AHL) e il N-butanoil-L- omoserinlattone (C4-AHL). Insieme ad essi, un’altra classe di QS è stata identificata in questi batteri Gram-negativi opportunisti, e cioè quella dei chinoloni, in particolare la molecola 2-eptil-3-idrossi-4(1H)-chinolone (PQS o C7 HQ). I QS giocano un ruolo cruciale nella formazione del biofilm e sono noti per la capacità di legare la frazione del lipide A dei lipopolisaccaridi (LPS). Recenti studi hanno suggerito che QS possono inoltre interagire con cellule eucariote esercitando un effetto immunomodulante e giocando un ruolo chiave nelle infezioni del tratto urinario. Le sostanze pro-infiammatorie (IL1 e TNF) insieme ai prodotti batterici LPS e soprattutto QS sono in grado di agire direttamente sull’equilibrio tra vasodilatazione e vasocostrizione causando disfunzione delle cellule endoteliali e delle cellule tubulari, infiltrazione leucocitaria e attivazione della cascata della coagulazione, tutt