Prof. Giuseppe MONTRUCCHIO

Professore/Professoressa ordinario/a

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Temi di ricerca

Principali linee di ricerca 

Studi di Fisiopatologia sperimentale e clinica nell'ambito delle Malattie Cardiovascolari, Gastroenterologiche e Immunologiche 

 Patologia Cardiovascolare sperimentale e clinica

a) Ha studiato alcuni dei meccanismi fisiopatologici coinvolti nel danno miocardico da ischemia e riperfusione ed in particolare ha dimostrato la liberazione di un potente mediatore lipidico, il Platelet-Activating Factor, nelle fasi precoci della post-ischemia sperimentale (Am J Physiol 1989), in pazienti con cardiopatia ischemica sottoposti ad atrial pacing (Lancet 1986) ed in soggetti con infarto miocardico acuto trattati con farmaci trombolitici (Circ Res 1993, Circulation 1993 e 1996). Ha inoltre messo in evidenza gli eventi biologici conseguenti alla sintesi di tale mediatore quali:

  • l'effetto inotropo negativo e proaritmogenico sul miocardio umano (Int Arch Allergy Appl Immun 1996);
  •  le proprietà sul circolo coronarico dirette o mediate dall'attivazione piastrinica e/o leucocitaria (Am J Physiol 1989, J Cardiovasc Pharmacol 1987 e 1990, J Mol Cell Cardiol 1992, J Pharmacol Exp Ther 1994);
  • l’attività svolta sulle cellule endoteliali (Kidney Int 1993, Semin Thromb Hemost 1994, Circulation 1996) ed in particolare l'aumentata adesione e transmigrazione endoteliale dei leucociti nell'area infartuale (Am J Pathol 1990 e 1993).

Queste evidenze sperimentali e cliniche hanno contribuito all'identificazione di nuovi meccanismi patogenetici del danno miocardico da riperfusione. L’insieme dei risultati sono stati riportati sugli Annali di Medicina Interna (1995), Cardiologia (1995) e su Physiological Reviews (2000).

b) Ha svolto studi sulla funzione piastrinica e sull’interazione leucociti-piastrine. In particolare ha dimostrato l’effetto priming svolto dalla trombopoietina (TPO) e dai lipopolisaccaridi batterici (LPS) sulla funzione piastrinica mediato, almeno in parte, dall’attivazione dei leucociti (Blood 1996, J Clin Invest 1997, Thromb Haemost 2003). Ha studiato il contributo della TPO nella patogenesi dell’alterazione della funzione piastrinica e della cooperazione leucociti-piastrine in pazienti con angina instabile e stabile, in pazienti ustionati complicati o meno da sepsi ed in soggetti fumatori cronici. Ha dimostrato che i pazienti affetti da angina instabile presentano elevati livelli di TPO che correlano significativamente con gli aggregati monociti-piastrine circolanti e l’espressione della P-selectina, noti indici di attivazione piastrinica. Solo il plasma dei pazienti con angina instabile, e non quello dei pazienti con angina stabile, induce ex vivo (su sangue intero) un effetto priming sia sull’attivazione piastrinica che sulla formazione di adesi monociti piastrine. Tali eventi sono significativamente inibiti quando il plasma dei pazienti con angina instabile viene pretrattato con una molecola chimerica in grado di bloccare l’attività biologica della TPO (J Am Coll Cardiol 2006). È di recente pubblicazione l’evidenza che i pazienti ustionati con e senza sepsi presentano, rispetto ai controlli, elevati livelli plasmatici di TPO ed aumentati indici di attivazione piastrinica. Tali parametri sono significativamente più elevati nei pazienti ustionati con la sepsi rispetto ai pazienti senza sepsi. In vitro il plasma dei pazienti ustionati con e senza sepsi induce un effetto “priming” sia sull’attivazione piastrinica che sulla formazione di adesi monociti piastrine, che risulta significativamente più marcato con il plasma dei pazienti ustionati complicati da sepsi. Tali eventi sono inibiti quando il plasma dei pazienti ustionati viene pretrattato con una molecola chimerica in grado di bloccare l’attività biologica della TPO (J Thromb Haemost 2009). Ha, inoltre, dimostrato che i soggetti fumatori presentano livelli plasmatici della TPO ed indici di attivazione piastrinica significativamente più elevati rispetto ai soggetti non fumatori. In vitro il plasma dei soggetti fumatori, ma non quello dei non fumatori, induce l’interazione monociti-piastrine e tale effetto è significativamente ridotto dal pre-trattamento del plasma con una molecola chimerica in grado di inibire l’azione biologico della TPO (Atherosclerosis 2010, Mediators Inflamm 2012).

c) Ha studiato il coinvolgimento del Tumor Necrosis Factor (TNF), dell'Interleuchina-10 (IL-10) e del PAF nello shock settico-endotossinico (J Immunol 1995, Nephrol Dial Transplant 1995, Immunology 1997). Ha dimostrato che le alterazioni cardiache indotte dal TNF sono dipendenti dalla sintesi di Nitric Oxide (NO) e dal PAF (Cardiovasc Res 1999). Ha valutato la possibilità di rimuovere il PAF attraverso emofiltrazione arterovenosa continua (CAVH) (Crit Care Med 1995). Ha in corso studi inerenti la risposta immunologica dei pazienti con sepsi grave e uno studio volto ad indagare l’efficacia della proteina C ricombinante nell’attenuare la risposta infiammatoria polmonare e sistemica in pazienti con Sindrome da Distress Respiratorio Acuto (ARDS).

d) Ha inoltre studiato alcuni dei meccanismi che regolano l’angiogenesi da TNF (J Exp Med 1994), PAF (J Immunol 1995), Hepatocyte Growth Factor (HGF) (J Immunol 1997), NO (Am J Pathol 1997), TPO (Circ Res 1999), Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) (Arterioscler Thromb Vasc Biol 2000) ed il coinvolgimento di alcuni di questi fattori angiogenetici nell’evoluzione della placca aterosclerotica umana (Pathologica 2001, Int J Mol Med 2003).

e) Ha condotto studi nell’ambito della fisiopatologia cardiovascolare e dell’attivazione piastrinica, sul ruolo dell’isoenzima fosfoinositide 3-cinasi gamma (PI3Kγ) in risposta a fattori quali chemochine, peptidi chemotattici, adenosindifosfato, isoproterenolo, PAF. A tale fine sono stati utilizzati topi mutanti privi della PI3Kγ (Hirsch E, Science 2000). I risultati ottenuti hanno dimostrato che le piastrine mancanti della PI3Kγ rispondono, in vitro, in modo attenuato alla adenosindifosfato (ADP) e che, in vivo, topi PI3Kγ presentano, in un modello sperimentale di embolia polmonare, minor mortalità e reclutamento piastrinico (FASEB J, 2001). Ha dimostrato che la PI3Kγ modula la funzione miocardica (FEBS Lett, 2005) ed è coinvolta nel danno da ischemia e riperfusione in quanto è necessaria nella trasduzione del segnale di mediatori dotati di effetto inotropo negativo, liberati durante la post-ischemia (Cardiovasc Res, 2003). La mancanza della PI3Kγ migliora infatti la contrattilità miocardica dopo ischemia. Tali risultati potrebbero supportare l'utilizzo, in ambito clinico, di farmaci inibenti la PI3Kγ. L’insieme di tali dati sono riportati in forma di rassegna su Thromb Haemost. 2006.

f) Sempre nell’ambito della fisiopatologia cardiovascolare ha approfondito il potenziale ruolo della TPO a livello cardiaco. È di recente pubblicazione lo studio che dimostra mediante RT-PCR, citofluorimetria ed immunoblotting come i cardiomiociti isolati di ratto ed il tessuto miocardico umano esprimono il recettore della TPO (c-Mpl). Inoltre, è stato osservato come la TPO pur non alterando direttamente la contrattilità miocardica del muscolo papillare isolato, è in grado di ridurre l’effetto inotropo positivo indotto dall’epinefrina attraverso l’attivazione della cascata di segnalazione PI3K-Akt-NOS-GC con produzione di ossido nitrico (Basic Res Cardiol 2010).

g) Ha proseguito gli studi inerenti la fisiopatologia dello shock settico. I pazienti affetti da shock settico presentano in circolo elevati livelli di TPO in grado di modulare l’effetto inotropo negativo indotto da TNF-α e IL-1β, citochine implicate, come è noto, nelle alterazioni cardiache in corso di sepsi grave. Alla luce di tali dati è stata recentemente sintetizzata, in collaborazione con il Centro di Biotecnologie Molecolari dell’Università di Torino, una proteina chimerica in grado di inibire, in modo specifico e dose-dipendente, le attività biologiche della TPO. La somministrazione della proteina chimerica inibente la TPO è in grado di ridurre l’attivazione piastrinica ed il reclutamento dei leucociti a livello polmonare, epatico ed intestinale proteggendo il danno del microcircolo in corso di sepsi grave.

 

Patologia Gastroenterologica sperimentale e clinica

Ha contribuito all’identificazione di alcuni meccanismi fisiopatologici coinvolti nelle fasi precoci della pancreatite acuta ed in particolare delle alterazioni morfologiche ultrastrutturali espressione di un alterato "accoppiamento stimolo secrezione" delle cellule acinose pancreatiche presenti in corso di pancreatite acuta sperimentalmente indotta da mediatori lipidici (Am J Pathol 1989), TNF e LPS (Eur J Pharmacol 1994). Ha dimostrato come la PI3Kγ modula l’accopppiamento stimolo-secrezione nella cellula pancreatica ed ha un ruolo nella genesi del danno pancreatico acuto sperimentale (Am J Pathol, 2004). Attualmente  sono in corso studi allo scopo di definire il ruolo dell’attività cinasica di tale isoenzima. Tale obiettivo è reso possibile inducendo una pancreatite acuta da iperstimolo secretagogo in topi knock-in (PI3KγKD/KD), in cui un aminoacido essenziale per l’attività cinasica della proteina è stato sostituito mediante manipolazione genetica, rispetto a topi knock-out in cui è abolita l’intera proteina. I risultati ad oggi ottenuti dimostrano che l’attività cinasica della PI3Kγ è essenziale per la conversione del tripsinogeno in tripsina ed è inibita in misura analoga nei topi knock-in e knock-out suggerendo che l’inibizione farmacologica selettiva dell’attività cinasica della PI3Kγ possa rappresentare un potenziale meccanismo protettivo del danno pancreatico acuto. Ha, inoltre, dimostrato il coinvolgimento del PAF in pazienti affetti da pancreatite acuta nelle fasi iniziali del quadro clinico (Digestion 1996). L’uso di antagonisti recettoriali del PAF o dell’enzima acetilidrolasi ricombinante sono oggetto di studi in fase III nell’uomo. Ha partecipato al Progetto A.I.S.P. inerente la gestione di una cartella clinica informatizzata per i pazienti con pancreatite acuta.

 

Nefrologia Sperimentale e Clinica

Si è dedicato:

a) allo studio della patologia sperimentale ed umana da immunocomplessi circolanti con particolare riguardo ai meccanismi di deposito degli immunocomplessi a livello glomerulare e vascolare e alla formazione "in situ" degli immunocomplessi nella parete dei capillari glomerulari (Kidney Int 1990 e 1993);

b) allo studio delle cellule epiteliali e mesangiali glomerulari in coltura valutando la produzione e la risposta a mediatori della flogosi, LPS, e delle frazioni complementari (Kidney Int 1993 e 1994, J Immunol 1995);

c) alla dimostrazione di alcuni dei meccanismi fisiopatologici che determinano una aumentata permeabilità peritoneale ed il reclutamento dei leucociti nei pazienti in dialisi peritoneale in corso di eventi infettivi locali (Kidney Int 1989 e 1992);

d)  all'identificazione di mediatori della flogosi in pazienti con glomerulonefrite post-streptococcica in aree ad alta incidenza (J Am Soc Nephrol 1993);

e) alla fisiopatologia e/o ai meccanismi molecolari del danno renale in corso di shock settico ed insufficienza renale acuta (Nephrol Dial Transplant 1995, Kidney Int 1998).

I principali risultati di questa linea di ricerca sono riportati in forma di rassegna negli Annali Italiani di Medicina Interna (1992), sul Giornale Italiano di Nefrologia (1996) e su testi a diffusione internazionale quali:

  • Inflammation-basic mechanisms, tissue injuring principles, and clinical models. Almquist and Wiksell International Stockholm 1985;
  • Progressive Nature of Renal Disease: myths and facts. S Karger Basel, 1989;
  • Platelet-Activating Factor and Human disease. Blackwell Scientific Pubblication, Londra, 1989.
  • Thromboxane A2 and other vasocostrictors in clinical condition. Scientific Press Florence, 1993.
  • Acute Renale Failure in the critically III. Springer-Verlag, 1995.
  • Inflammatory mediators in the pathogenesis of multi-organ-dysfunction syndrome. Wichtig Milano, 1996.

Ha dimostrato, in collaborazione con il Prof. P. Cavallo Perin, la correlazione lineare fra le concentrazioni di PAF e l’entità della microalbuminuria nei pazienti affetti da diabete mellito insulino-dipendente (Nephrol Dial Transplant, 2000).

 

Immunologia Sperimentale e Clinica

Ha studiato la presenza sistemica o locale di mediatori della flogosi in pazienti affetti da Lupus Eritematoso Sistemico (Int Arch Allergy Appl Immunol 1990) e da Artrite Reumatoide in fase di attività della malattia (Eur J Immunol 1996). In particolare ha dimostrato il coinvolgimento del TNF nell’angiogenesi infiammatoria (J Exp Med 1994) ed il suo ruolo a livello articolare in pazienti con artrite reumatoide in fase di attività sostenendo l’utilità di farmaci anti-TNF, recentemente introdotti nella cura delle forme più gravi di questa malattia. Ha inoltre studiato il coinvolgimento di alcuni fattori angiogenetici in pazienti affetti da sarcoma di Kaposi (J Clin Invest 1995), in soggetti con patologia gengivale (J Periodontol 2001), e in donne affette da tumore della mammella (Am J Pathol 1998 e 2000). Recentemente ha, infine, studiato l’attivazione delle frazioni terminali del complemento come uno dei potenziali meccanismi di innesco dell’evento infiammatorio nei pazienti con infarto miocardio acuto (Immunology 2003).

Gruppi di ricerca

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Ultimo aggiornamento: 05/11/2015 11:05
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