Modello avanzato in vitro 3D per studiare il ruolo protettivo della Citicolina nel glaucoma

Abstract

Il glaucoma è una neuropatia ottica caratterizzata dalla morte delle cellule gangliari retiniche (RGC) e da modificazioni nella testa del nervo ottico. Anatomicamente viene classificato in glaucoma primario ad angolo chiuso, glaucoma primario congenito e glaucoma primario ad angolo aperto (POAG). Per spiegare la degenerazione delle RGC, Sacca et al. hanno ipotizzato che il danno al trabecolato (TM), un tessuto della camera anteriore dell’occhio, potesse avere un ruolo importante. Infatti, l’esposizione cronica del TM allo stress ossidativo può alterarne l’attività causando l’aumento della pressione intraoculare (IOP) e l’inizio della cascata glaucomatosa. I trattamenti ipotensivi vanno a rallentare la morte delle RGC che, tuttavia, può verificarsi indipendentemente dall’aumento della IOP. Per tale ragione vengono usati composti neuroprotettivi come la citicolina. Essa viene somministrata sottoforma di collirio come adiuvante agli ipotensivi in quanto aumenta le difese antiossidanti e la sintesi fosfolipidi di membrana. Partendo da questi presupposti, si è pensato di testare e verificare se gli effetti della citicolina potessero esplicarsi anche sul TM. In particolare, il laboratorio in cui ho svolto il tirocinio ha creato un modello tridimensionale in vitro di TM umano combinato ad una tecnologia millifluidica per valutare l’effetto dell’esposizione prolungata al perossido di idrogeno (H2O2) e per analizzare gli effetti protettivi della co-somministrazione con citicolina. I test eseguiti hanno evidenziato che la citicolina contrasta gli effetti del H2O2 attraverso la prevenzione della morte cellulare, la riduzione della senescenza e limitando il rilascio di citochine pro-infiammatorie. I risultati preliminari ottenuti ci fanno ipotizzare che la citicolina induca il recupero della fosfatidilcolina coinvolta nell’omeostasi fosfolipidica, indispensabile sia per il funzionamento cellulare che per l’elaborazione visiva.

Glaucoma is an optic neuropathy characterized by the loss of the retinal ganglion cell (RGC) and changes in the optic nerve head. Anatomically it is classified into: primary closed-angle glaucoma, congenital primary glaucoma, and primary open-angle glaucoma (POAG). Sacca et al. hypothesized that damage to the trabecular (TM), a tissue of the anterior chamber of the eye, could play an important role in the RGC degeneration. Chronic exposure of TM to oxidative stress can alter its activity causing both increased intraocular pressure (IOP) and the onset of the glaucomatous cascade. Hypotensive treatments slow the death of RGC, which, however, can occur independently of the IOP increase. For this reason, neuroprotective compounds such as citicoline are used. It is given in eye drops form as an adjuvant to hypotensive treatments because it increases antioxidant defenses and phospholipid synthesis of the membrane. Based on these assumptions, it was decided to test and verify whether the effects of citicholine could also be expressed on TM. In particular, the laboratory where I did my internship created a three-dimensional in vitro model of human TM combined with a millifluidic technology to evaluate the effect of prolonged exposure to hydrogen peroxide (H2O2) and to analyse the protective effects of co-administration with citicoline. Tests have shown that citicoline counteracts the effects of H2O2 by preventing cell death, reducing senescence and limiting the release of pro-inflammatory cytokines. The preliminary results obtained suggest that citicoline induces the recovery of phosphatidylcholine involved in phospholipid homeostasis, essential for both cellular functioning and visual processing.