Meccanismi molecolari della SASP (fenotipo secretorio associato alla senescenza)

Aging is the leading cause of death worldwide . Among the various biological and molecular mechanisms that contribute to aging and diseases associated with it there is definitely a low-grade chronic inflammation, called inflammaging. One of the major factors that contributes to inflammaging is SASP, or the pro inflammatory secretory phenotype typical of cells those undergo replicative senescence. The purpose of this thesis was to identify molecules capable of delaying replicative senescence using in vitro cell models and the consequent appearance of pro inflammatory phenotype associated with it (SASP), thereby mitigating the effects of inflammation on both the reinforcement of the senescent phenotype and on the ability to induce senescence phenotype SASP on the surrounding cells. The objective was to test the anti-inflammatory and anti-aging (in vitro) effects of two substances with mechanisms of action and therapeutic indications very different each other but both united by a potential use anti-aging: a substance that is not classified as drug, Coenzyme Q , and a drug consisting of an anti- TNF-alpha monoclonal antibody (adalimumab). The model used was cellular endothelial cells that in vitro undergo replicative senescence acquiring SASP . The analyzed markers include the expression of proteins involved with the inflammatory response by Western Blot, pro-inflammatory cytokines released in the culture medium dosed with Elisa kit, but also more innovative markers such as microRNAs , of which the expression was measured by RT -PCR. The results obtained indicate that both of these approaches may have a value within the anti-aging therapy. The CoQ was more effective in reducing inflammation in young cells and delaying the acquisition of the senescent phenotype , whereas adalimumab has proved most useful in mitigating the deleterious effects produced by inflammation in cells in which senescent phenotype is already established.

L’invecchiamento è la principale causa di decesso in tutto il mondo. Tra i vari meccanismi biologici e molecolari che contribuiscono all’invecchiamento ed alle patologie ad esso associate c’è sicuramente l’infiammazione cronica a basso grado, denominata inflammaging. Uno dei principali fattori che contribuisce all’inflammaging è la SASP, ovvero il fenotipo pro infiammatorio secretorio che le cellule istaurano quando vanno incontro a senescenza replicativa. Lo scopo di questa tesi è stato quello di identificare molecole in grado di ritardare la senescenza replicativa utilizzando modelli cellulari in vitro e la conseguente comparsa del fenotipo pro infiammatorio ad essa associato (SASP), attenuando così gli effetti dovuti all’infiammazione sia sul rinforzo dello stesso fenotipo senescente che sulla capacità del fenotipo SASP di indurre senescenza sulle cellule circostanti. L’obiettivo è stato quello di testare gli effetti antinfiammatori e anti aging (in vitro) di due sostanze con meccanismo d’azione e indicazioni terapeutiche molto diverse tra loro ma accomunati entrambi da un potenziale utilizzo anti aging: una sostanza che non è classificata come farmaco, il Coenzima Q, ed un farmaco costituito da un anticorpo anti-TNF-alpha (adalimumab). Il modello cellulare utilizzato sono state cellule endoteliali che in vitro vanno incontro a senescenza replicativa acquisendo il fenotipo SASP. I marcatori analizzati comprendono l’espressione di proteine coinvolte con la risposta infiammatoria tramite Western Blot, citochine pro infiammatorie rilasciate nel mezzo di coltura dosate con kit Elisa, ma anche marcatori più innovativi quali i microRNA, di cui è stata misurata l’espressione tramite RT-PCR. I risultati ottenuti indicano che entrambi questi approcci possono avere una valenza nell’ambito di una terapia anti aging. Il CoQ si è dimostrato più efficace nella diminuzione dell’infiammazione in cellule giovani e nel ritardare l’acquisizione del fenotipo senescente, mentre l’adalimumab si è mostrato più utile nell’attenuare gli effetti deleteri prodotti dall’infiammazione in cellule in cui fenotipo senescenti è già istaurato.