Parte 2: Polifenoli e salute visiva: potenziali effetti sulle malattie degenerative della retina

Per maggiori informazioni. contattotina.xiang@wecistanche.com

Per la parte 1, fare clic su:https://www.xjcistanche.com/news/part-1-polifenoli-e-potenti-di-salute-visiva-55197146.html

5. Rho dei vertebrati e degenerazione della retina

Le cellule dei fotorecettori sono neuroni sensoriali primari nella retina che rilevano la luce e convertono questa energia in impulsi nervosi che portano alla percezione visiva nel cervello. L'assorbimento della luce avviene nei due tipi di cellule fotorecettrici presenti nella retina, nei bastoncelli e nei coni, e questo processo è mediato dai pigmenti visivi in ​​essi contenuti. La principale proteina fotorecettrice presente nella retina è Rho [46,47]. Sia Rho che le opsine coniche appartengono alla famiglia delle GPCR e sono composte da un'apoproteina, opsina e un cromoforo, vale a dire 11-cis-retinale (11CR) [48-50].

Clicca qui per saperne di più informazioni

5.1.Rho come GPCR

I GPCR sono proteine ​​di membrana costituite da una singola catena polipeptidica strutturata in un'architettura elicoidale. Tutti i membri della superfamiglia dei GPCR condividono una struttura comune con sette segmenti elicoidali idrofobici collegati da tre anelli extracellulari e tre intracellulari. Un quarto anello è formato dall'unione del segmento C-terminale e del doppio strato lipidico attraverso la palmitoilazione della cisteina [51]. La parte N-terminale e le anse extracellulari riconoscono un'ampia varietà di ligandi e modulano il loro legame al recettore. I sette segmenti transmembrana formano il nucleo strutturale e trasducono i segnali extracellulari nel dominio interno mediante cambiamenti conformazionali. La parte intracellulare interagisce con le proteine ​​G citosoliche, le arrestine, le chinasi GPCR e altri effettori di segnalazione [52-54].

I GPCR rispondono a un gran numero di modulatori allosterici endogeni. Questi modulatori regolano la funzione del recettore legandosi a regioni alternative del sito ortosterico convenzionale. Pur consentendo anche il legame dei ligandi ortosterici, possono modulare l'affinità e l'efficacia del ligando ortosterico [55]. I ligandi ortosterici e allosterici che agiscono sullo stesso GPCR possono partecipare a diverse vie regolatorie e di segnalazione interagendo con effettori e proteine ​​regolatrici. Entrambi possono selezionare parti diverse di queste vie di segnalazione e regolazione stabilendo diverse conformazioni recettoriali, un fenomeno chiamato selettività funzionale. Le vie in cui è coinvolto il complesso ligando-recettore determineranno gli effetti fisiologici del ligando [56-58].

Vi è un crescente interesse per i ligandi che si legano ai siti allosterici, poiché potrebbero essere potenzialmente più selettivi dei ligandi ortosterici. Questo perché il loro legame avviene in regioni meno conservate, rendendole sostanze terapeutiche promettenti con un minor rischio di sovradosaggio e minori effetti avversi [51].

Rho è il prototipo della GPCR della retina umana che media la visione in penombra. Rho assorbe un quanto di luce e lo converte in un segnale elettrico che viene trasmesso al cervello mediante il processo di fototrasduzione visiva. Questo processo coinvolge una specifica proteina G, trasducina, Rho chinasi e arrestina, tra le altre proteine ​​che sono attori chiave nel corretto funzionamento del sistema visivo [59].

5.2. Fototrasduzione visiva

Rho converte i fotoni in segnali chimici che possono innescare processi biologici consentendo al cervello di percepire gli stimoli luminosi [59]. Rho è legato a 11CR nella sua conformazione adattata al buio (stato fondamentale inattivo). 11CR è un derivato della vitamina A che ha una risposta molto veloce e un'elevata resa quantica sull'assorbimento della luce nella sua reazione di isomerizzazione all'all-trans-retinal (ATR). Queste proprietà fotochimiche, che sono uniche per la struttura chimica dell'11CR, hanno preservato questa piccola molecola per rimanere invariante attraverso l'evoluzione della vista e le parti opsine hanno adattato le loro sequenze di amminoacidi a diversi ambienti mediante selezione evolutiva. Il cromoforo 11CR è legato in modo covalente tramite un legame protonato dalla base di Schiff a K296 alla settima elica transmembrana di Rho [60]. La trasduzione dei segnali nel sistema visivo comprende due processi: (i) l'attivazione di Rho da parte di un fotone di luce che porta a un cambiamento conformazionale (che comporta riarrangiamenti elicoidali della proteina) e (i) una fase di disattivazione, o chiusura del segnale off, che coinvolge la chinasi Rho e l'arrestina per rigenerare infine Rho al suo stato oscuro inattivo originale [61,62].

Negli invertebrati, il segnale visivo inizia con l'assorbimento di fotoni da parte dell'11CR che provoca l'isomerizzazione del doppio legame 11-12 per produrre la configurazione stereochimica dell'ATR[49,63]. L'isomerizzazione completa del cromoforo provoca un cambiamento nella conformazione della proteina, rendendo l'accoppiamento con l'opsina meno favorevole dal punto di vista energetico e promuovendo il rilascio di ATR dalla tasca di legame retinica. Questa conformazione fotoilluminata attiva, denominata metarhodopsin II(meta I), attiva il processo di trasduzione del segnale legandosi alla transducina della proteina G eterotrimerica (Gt) e attivandola favorendo la dissociazione di o dalle subunità y. Questo, a sua volta, attiva una fosfodiesterasi di guanosina monofosfato ciclico (cGMP) che idrolizza il cGMP provocando la chiusura dei canali ionici della membrana e la successiva iperpolarizzazione della cellula (Figura 2)[62,64,65]. La differenza di potenziale nelle cellule dei fotorecettori viene trasferita attraverso il terminale sinaptico ai neuroni di secondo ordine della retina [66].

Dopo l'attivazione di Rho è necessaria una fornitura costante di 11CR. Questo è ottenuto dal ciclo retinoide, che è una via enzimatica che si verifica a livello dei fotorecettori e dell'epitelio pigmentato retinico (RPE). Il processo reisomerizza l'intero ATR a 11CR in modo che questo 11CR appena prodotto possa ricombinarsi con l'opsina per rigenerare Rho [68].

Sia la funzione che l'integrità dei fotorecettori sono fondamentali per la vista. Le mutazioni che influenzano la funzione di questi recettori, o altri fattori che possono alterare il processo di fototrasduzione, possono causare disfunzioni visive o perdita della vista. Difetti in altri tipi di cellule retiniche (come RPE) possono anche causare disfunzioni del ciclo visivo [66.69.70]. C'è un'alta concentrazione di Rho nella retina, quindi una luce intensa può causare una concentrazione locale di ATR libero che è tossico per le cellule, che può causare una grave degenerazione della retina e persino portare alla cecità completa 146,66,/1. Inoltre, quando l'11CR non viene ricombinato efficacemente con l'opsina, alte concentrazioni di opsina non rigenerata possono promuovere e migliorare i processi di degenerazione retinica [72-76].

La morte dei fotorecettori causata dall'esposizione persistente ad alte intensità luminose è associata a cambiamenti nel metabolismo cellulare e alla sovrapproduzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS) che possono causare danni cellulari [77,78]. Di conseguenza, le vie apoptotiche vengono attivate, con conseguente morte delle cellule dei fotorecettori [78]. Inoltre, l'effetto tossico prodotto dalla luce determina l'espressione di chemochine pro-infiammatorie, stimolando così la migrazione dei macrofagi e della microglia verso i fotorecettori [79,80]. L'omeostasi sbilanciata è il principale meccanismo che contribuisce ai disturbi degenerativi della retina [81]. Inoltre, è stato dimostrato che i fotorecettori presentano meccanismi per la fosforilazione ossidativa nei loro segmenti esterni, inclusa la catena di trasporto degli elettroni e l'ATP sintetasi [67,82,83]. Si ritiene che questo macchinario, tipico dei mitocondri, verrebbe utilizzato per il fabbisogno energetico della fototrasduzione visiva. L'aumento della domanda di ATP aumenta il consumo di ossigeno, aumentando così la produzione di ROS, che a sua volta provoca stress ossidativo. La retina è sensibile allo stress ossidativo e tale stress può contribuire a malattie come l'AMD[83,84]. I composti polifenolici possono aiutare a prevenire i danni alle cellule dei fotorecettori causati dai ROS e quindi possono avere effetti benefici sulla funzione visiva inmalattie degenerative della retina.

La corretta funzione di Rho dipende dalla corretta espressione, ripiegamento, traffico e integrazione nel doppio strato lipidico della membrana cellulare [85]. Sono attualmente in corso tentativi per trovare nuovi ligandi in grado di compensare gli effetti delle mutazioni di Rho. Mutazioni in diversi geni che codificano per proteine ​​coinvolte in questo processo visivo possono causare malattie della retina, in particolare la malattia degenerativa della retina RP. Di conseguenza, gli studi meccanicistici sugli effetti di tali mutazioni sul fenotipo Rho sono di primaria importanza al fine di elaborare strategie di trattamento efficaci [81].

5.3. Mutazioni in Rho associate a malattie degenerative della retina

Nel genoma dei mammiferi, la famiglia dell'opsina ciliare è composta da diversi generi, incluso il gene Rho (RHO), che consiste di 5 esoni che codificano una 348-proteina amminoacidica con un peso molecolare di circa 39 kDa [{ {3}}].

Le patologie risultanti da mutazioni nel gene RHO possono essere ereditate come caratteri autosomici recessivi o autosomici dominanti. Ci sono due malattie associate alle mutazioni in RHO: cecità notturna stazionaria congenita (CSNB) e RP. Nel caso del CSNB, è ereditato in modo dominante e il termine stazionario nel suo nome è stato messo in dubbio perché sembra che la cecità notturna possa essere il primo passo di un RP che progredisce molto lentamente. La RP può essere ereditata sia in modo dominante che recessivo, sebbene la maggior parte delle malattie che causano mutazioni siano dominanti e il fenotipo recessivo sia raro [86].

Fenotipi simili possono provocare mutazioni che interessano diverse regioni della proteina, mentre alcune modifiche di amminoacidi nello stesso codone possono portare a fenotipi identici ma con gravità e progressione RP diverse [86]. La prima mutazione che causa RP nel gene RH è stata riportata in posizione 23, comportando un cambiamento da prolina a istidina (P23H) [87] (un modello Rho che indica il sito delle mutazioni di RP è mostrato nella Figura 3).

Sono state identificate cinque mutazioni RHO missenso associate a CSNB: G90D [88,89], T94I [90] E113K [91], A292E [92] e A295V [93]. Si pensa che producano un'attivazione costitutiva di Rho (fatta eccezione per la mutazione E113K)[94]. I mutanti CSNB sono stati studiati mediante cristallografia a raggi X ed è stato scoperto che si forma un nuovo ponte salino tra il residuo di aspartato del mutante G90D e K296 nel sito di legame retinico. Questo ponte, e la concomitante rottura del ponte salino nativo tra E113 e K297, potrebbero essere la ragione dell'aumentata attivazione basale di questo mutante [95]. L'attivazione costitutiva dei mutanti significa che presentano attività in assenza del cromoforo retinico. L'attività costitutiva viene anche definita attivazione di Rho al buio, sebbene, in questo caso, dovrebbe essere usato il termine più preciso di attività oscura. L'attivazione costitutiva persistente della cascata di fototrasduzione è stata considerata un meccanismo di morte cellulare in RP [94]. Il mutante G90D, che è la causa del CSNB ed è un mutante costitutivamente attivo, attiva la cascata visiva senza cromoforo e al buio. È interessante notare che un'altra mutazione in posizione G90(G90V) è associata a RP [71,89]. È un enigma irrisolto il motivo per cui le mutazioni nello stesso sito di amminoacidi causano fenotipi clinici così distinti. La base molecolare di una tale differenza sorprendente potrebbe essere correlata alla stabilità delle conformazioni quasi native dell'opsina (causate da mutazioni) che non rifletterebbero il misfolding proteico ma piuttosto influenzerebbero l'equilibrio conformazionale tra stati conformazionali attivi e inattivi [94].

Un'altra mutazione che può attivare costitutivamente la trasducina nella mutazione K296E RP[96,97]. Altre due mutazioni associate a CSNB possono portare all'attivazione costitutiva della trasducina: A292E e T94I [90,91]. Possono farlo interrompendo il ponte salino tra E113 e K296 che contribuisce alla stabilizzazione della proteina nel suo stato inattivo. Di più-

oltre, il mutante CSNB T94I ha una catena laterale idrofobica che stabilisce il contatto con K296 e prolunga la vita utile della conformazione attiva mostrando una meta I più longeva rispetto ad altri mutanti e il recettore wild-type (WT)[94,98 ].

La forma recessiva di RP presenta due mutazioni missenso di RHO, vale a dire, E150K[99-101] e M253I [102], e due mutazioni con un codone di stop prematuro, vale a dire, W161ter [103] ed E249ter [104]. Al contrario, l'eredità autosomica dominante di RP ha più di 150 mutazioni documentate, che rappresentano il 20-30 percento di tutti i casi, con la mutazione P23H che è la più studiata [105,106]. I fenotipi biochimici e funzionali di diverse mutazioni specifiche in Rho associate a RP sono stati precedentemente riportati (Tabella 1).

Le mutazioni riscontrate nel segmento N-terminale di Rho sono spesso associate a una malattia lieve, che si sviluppa tardivamente e con sintomi che avanzano lentamente. Questi includono P23H, T4K, P23A/L, N15K, T17M, V20G e Q28H [106,110,111]. Il segmento N-terminale è importante perché aiuta a stabilizzare la conformazione retinica del recettore [86]. Sono state descritte molte mutazioni nei segmenti a sette transmembrana di Rho che possono causare effetti diversi sulla proteina. Molte mutazioni possono rappresentare l'introduzione di un amminoacido carico nel dominio della membrana. Questi includono L40R, L46R, G51R, P53R e T58R nella prima elica transmembrana. La presenza di un residuo caricato può

impedire l'inserimento del dominio nella membrana del reticolo endoplasmatico con conseguente ripiegamento errato della proteina [86]. In altri casi, le mutazioni di RP nelle eliche transmembrana potrebbero comportare una perdita delle catene laterali necessarie per la stabilità conformazionale e/o il funzionamento o altrimenti introdurre catene laterali voluminose che potrebbero provocare scontri sterici in regioni densamente impaccate della proteina, come nel caso della mutazione A164V, che provoca un ripiegamento errato della proteina [112].

Un aspetto interessante del funzionamento del GPCR è la rilevanza dell'interazione recettore-recettore e in particolare della dimerizzazione e dell'oligomerizzazione di ordine superiore. Rho ha la capacità di formare oligomeri [113-115], ma la rilevanza funzionale di tali complessi resta da stabilire. A questo proposito, è stato riportato che alcune mutazioni hanno una marcata influenza sulla capacità di formazione dell'oligomero Rho [116]. Nel caso delle posizioni degli amminoacidi F45, V209 e F220, che si trovano nelle eliche transmembrana 1 e 5. questi sono i siti delle mutazioni F45L, V209 e F220C che non possono formare dimeri o multimeri come si vede nel caso del WT proteine ​​[107,{14}}].

Due diverse mutazioni colpiscono il codone 135, dove l'arginina è sostituita da un triptofano (R135W) o da una leucina (R135L) [119]. Queste mutazioni colpiscono un amminoacido della terza elica transmembrana al confine della membrana citoplasmatica. Le mutazioni nel codone 135 comportano un cambiamento di carica e dimensioni, un amminoacido grande e basico è sostituito da altri non polari e più piccoli nella mutazione R135L e uno non polare, grande e aromatico nel mutante R135W19. I residui di E134 e R135 fanno parte del motivo D/ERY altamente conservato, un sito di interazione con la trasducina della proteina G [48,120]. Gli studi hanno dimostrato che le mutazioni R135L e R135W possono eseguire il legame nella retina con quasi la stessa efficienza dei casi WT nei sistemi ricostituiti e purificati, ma sono funzionalmente difettosi e non sono in grado di attivare efficacemente la trasducina [108].

Altri due cambiamenti interessanti si verificano nel dominio extracellulare opposto. Al secondo ciclo intradiscale, una mutazione colpisce il codone 180 e l'altra colpisce il codone 188, risultando rispettivamente nelle mutazioni P180A e G188R [109,119]. La sostituzione di P180A comporta la modifica di un residuo idrofobico di medie dimensioni in uno idrofobo più piccolo. La mutazione G188R implica la sostituzione di un amminoacido piccolo, non polare, con uno grande, basico e caricato positivamente [121]. Questi cambiamenti possono comportare effetti sia sterici che elettrostatici che possono disturbare l'impaccamento del dominio intradiscale e la stabilità conformazionale complessiva del recettore.

Un'analisi dettagliata degli effetti strutturali delle mutazioni di RP su Rho, così come lo studio delle correlazioni genotipo-fenotipo, è molto rilevante per chiarire i dettagli fini del processo di degenerazione dei fotorecettori. Queste informazioni sono essenziali per studiare gli effetti di composti selezionati, come i polifenoli o in modo specificoflavonoidi, sulle proprietà conformazionali delle proteine ​​mutanti RP e sui conseguenti potenziali benefici clinici di alcuni di questi composti.

6. Effetti dei polifenoli nelle malattie degenerative della retina

Le terapie per le malattie degenerative della retina sono attualmente limitate, quindi è necessario sviluppare nuove strategie per terapie più efficaci e più sicure. Alcuni studi recenti lo hanno indicatopolifenoli, specialmenteflavonoidi, potrebbero essere candidati farmaci validi in quanto potrebbero essere coinvolti nella trasduzione del segnale visivo e nella rigenerazione del pigmento visivo. Frutta e verdura ricche di flavonoidi sembrano avere effetti nel miglioramento della vista nelle malattie legate agli occhi [61,122,123].

Ci concentreremo sugli effetti dei flavonoidi in tre diverse malattie correlate alla retina: RP, CSNB e degenerazione maculare legata all'età (AMD).

RP include un insieme eterogeneo di malattie genetiche dell'occhio che causano la perdita della vista, coinvolgendo i fotorecettori e l'epitelio pigmentato dell'occhio [45]. La manifestazione della malattia può includere la perdita della vista notturna e la diminuzione del campo visivo, fino a progredire fino alla cecità. Il CSNB è un gruppo di malattie genetiche eterogenee della retina che si manifestano come nictalopia non progressiva [124]. Infine, l'AMD è una malattia complessa che mostra diversi meccanismi patologici tra cui la degenerazione dei fotorecettori e delle cellule RPE che causano disabilità visiva [125].

Flavonoidicomequercetinae la miricetina hanno dimostrato di migliorare la stabilità dell'opsina presente nei bastoncelli, aumentare il tasso di legame dell'opsina priva di ligando e facilitarne l'espressione e l'integrazione nella membrana in vitro [126]. Poiché Rho è una proteina fondamentale per l'integrità strutturale della retina, un aumento dell'espressione di Rho potrebbe essere un meccanismo che contribuisce agli effetti protettivi dei flavonoidi che prevengono la degenerazione dei fotorecettori e il deterioramento della retina [126]. Nonostante gli studi presentino gli effetti benefici dei flavonoidi, i meccanismi dei loro effetti protettivi contro il danno retinico indotto dalla luce non sono del tutto noti [123]. Diversi studi si sono concentrati sugli effetti che i flavonoidi possono esercitare sulla progressione delle malattie degenerative della retina (Tabella 2). Alcuni suggeriscono che i flavonoidi interagiscono direttamente con Rho, aumentando i loro tassi di rigenerazione, stabilità, ripiegamento e orientamento della membrana in vitro [46,127,128].

È stato scoperto che i flavonoidi stimolano l'espressione di Rho, dove in particolare l'espressione di Rho e delle opsine coniche è stata migliorata dopo il trattamento con quercetina e miricetina [127,138,139]. È stato osservato che il trattamento con quercetina o miricetina nei topi Abca4-/-e Rdh8-/- prima dell'esposizione a una luce intensa preserva l'integrità della retina. A questo proposito, la morfologia dei fotorecettori è stata conservata in quei topi trattati con flavonoidi. Questi risultati indicano che i flavonoidi attenuano i processi di danno ai recettori indotti dalla luce [127].

L'effetto antiossidante dei polifenoli può essere invocato come un fattore che può ritardare la progressione dell'AMD. È stato dimostrato che gli effetti dell'AMD possono essere ritardati dagli antiossidanti, come gli effetti antiossidanti dei polifenoli. È stato anche dimostrato che i polifenoli inibiscono l'AlPsvnthase nei segmenti esterni dell'asta delle cellule dei fotorecettori È stato anche dimostrato che un composto particolare, vale a dire lo stilbenoide resveratrolo, un composto alimentare con un'ampia gamma di effetti sulla funzione cellulare, riduce efficacemente la produzione di ROS, quindi protezione contro il danno retinico [84,140].

I flavonoidi possono anche inibire le reazioni infiammatorie sopprimendo l'espressione di geni e molecole pro-infiammatori coinvolti nella degenerazione retinica. È stato riscontrato che l'infiammazione nella retina indotta da una luce intensa nei topi Abca4-/- e Rdh8-/- è stata notevolmente ridotta con la somministrazione di quercetina e miricetina [127]. I flavonoidi possono anche limitare i livelli di ROS sequestrando i radicali ossidativi. A questo proposito, le cellule RPE trattate con quercetina potrebbero essere protette dalo stress ossidativoinibendo le vie dell'apoptosi e i marcatori pro-infiammatori [134,141]. I flavonoidi migliorano l'espressione dei geni specifici dei fotorecettori attenuando anche l'espressione dello stress ossidativo e dei tumori maligni correlati all'infiammazione e alterando l'equilibrio tra geni anti-apoptotici e pro-apoptotici [129-131,135].

Un altro polifenolo, l'acido tannico, ha dimostrato di avere effetti benefici sulla salute, inclusa la ridotta produzione di interleuchina 18 indotta da UVB nei cheratinociti umani, nonché proprietà antinfiammatorie. È stato anche riportato che l'acido tannico inibisce la produzione di interleuchina-6 e regola l'espressione del fattore B del complemento nelle cellule ARPE-19, un fattore che si ritiene sia correlato all'AMD [136] .

Nelle cellule ARPE-19, la quercetina protegge dalla perossidazione lipidica indotta dallo stress [142]. Una riduzione dell'RNA messaggero delle interleuchine proinfiammatorie agisce anche influenzando la p38, la chinasi regolata dal segnale extracellulare, la protein chinasi attivata dal mitogeno e la segnalazione di legame dell'elemento di risposta cAMP. Queste modifiche sono state associate ad una maggiore vitalità delle cellule trattate. I risultati indicano che esistono diversi meccanismi attraverso i quali la quercetina può agire contro lo stress ossidativo nella retina. Risultati simili sono stati ottenuti con altri due polifenoli: fisetina e luteolina [137]. È stato osservato che la quercetina riduce la funzione mitocondriale proteggendo dallo stress ossidativo indotto dal perossido di idrogeno nelle cellule RPE di donatori umani, aumentandone così la vitalità [132]. Altri studi hanno dimostrato che la quercetina può migliorare lo stress ossidativo e le sue conseguenze in diverse regioni dell'occhio [133,143-145].

Studi in vivo su topi con lesioni retiniche acquisite a cui è stata somministrata quercetina non hanno rallentato la progressione delle lesioni acquisite dalla luce come si è visto nei test istologici; tuttavia, hanno mostrato una diminuzione dei livelli di ossido nitrico e dei rapporti NADPH/NADP plus e un aumento dell'attività COX e dei livelli di prostaglandina E2, suggerendo un effetto antiossidante per la quercetina [129].

La quercetina ha anche prodotto un effetto protettivo contro lo stress ossidativo e le sue conseguenze sulle cellule dei fotorecettori risultanti dalla reazione dell'ATR con la fosfatidiletanolammina producendo specie fotoreattive bis-retinoidi [146].

I meccanismi coinvolti nell'attività antiossidante dei polifenoli includono la soppressione della formazione di ROS [147,148], riducendo così il danno ossidativo [149]. Il meccanismo con cui viene ridotta la formazione di ROS coinvolge la fosforilazione dei residui di Nrf2 con conseguente accumulo nucleare [150].

Sebbene l'implicazione dei flavonoidi nelle malattie della vista e della vista sia ancora incerta, alcuni studi con flavonoidi alimentari come la quercetina hanno suggerito potenziali effetti benefici in alcune forme di RP [45]. Le mutazioni in Rho sono associate a questa malattia e possono causare un ripiegamento errato delle proteine ​​che porta a una progressiva perdita di bastoncelli e coni, con conseguente ulteriore perdita della vista [151-153]. Questi risultati dovrebbero essere analizzati nel contesto della ricerca nel campo della RP, dove sono state proposte diverse strategie basate sul salvataggio farmacologico per il trattamento della RP. Il principio di base di questo approccio è che gli accompagnatori chimici o farmacologici si legano alle opsine mal ripiegate e sono in grado di stabilizzarle (Figura 4)[154]. Al giorno d'oggi, c'è un crescente interesse nell'utilizzo di prodotti naturali

per scoprire nuovi ligandi GPCR che possono agire come modulatori allosterici e, ad esempio, ridurre o compensare gli effetti generati dalle mutazioni di RP [45].

Il flavonoide alimentare quercetina, uno dei più studiati e ampiamente conosciuti per i suoi potenziali effetti benefici sulla salute [155], è stato utilizzato in alcuni esperimenti con il mutante ricombinante G90V associato a RP e ha mostrato effetti soddisfacenti se combinato con {{2} }cis-retinal (9CR), un analogo retinico che viene solitamente impiegato negli studi sulla vista. Negli ultimi anni, diverse indagini si sono concentrate sulla descrizione dell'applicazione farmaceutica dei 9-retinoidi cis per porre rimedio alla disfunzione retinica causata da una rigenerazione insufficiente con 11CR [156-158] e hanno dimostrato che questo analogo retinico può aumentare il stabilità del mutante RP G90V[70]. Pertanto, è in fase di sviluppo una valida strategia per contrastare gli effetti delle mutazioni che causano RP e prevede l'uso di prodotti naturali come la quercetina da sola o in combinazione con altre molecole, come gli analoghi retinici. È interessante notare che nel caso specifico dell'amminoacido G90, questo è il sito della mutazione G90V RP e della mutazione G90D CSNB, che portano a fenotipi molto diversi. È stato dimostrato che la quercetina ha un effetto positivo sulle proprietà di legame delle opsine contenenti 9CR, specialmente nel mutante G90V dove il tasso di rigenerazione era maggiore con 9CR che con 11CR. Anche altre proprietà, come la stabilità chimica, sono state migliorate e alcuni risultati suggeriscono che esiste un effetto sinergico come risultato della combinazione di 9CR e quercetina in grado di migliorare le proprietà fisico-chimiche delle proteine ​​mutanti RP. Questi risultati suggeriscono che la quercetina potrebbe agire come modulatore allosterico dei mutanti Rho [45].

In sintesi, l'uso di polifenoli, come la quercetina, da soli o in combinazione con altri piccoli ligandi, come i retinoidi, apre nuove possibilità per il trattamento della degenerazione retinica associata a RP. Inoltre, il nuovo effetto attribuito alla quercetina potrebbe essere applicabile anche ad altri membri della superfamiglia GPCR [45]. Nonostante questi risultati incoraggianti, è chiaramente necessario indagare ulteriormente sul potenziale in vivo di tali strategie e in particolare aumentare il numero di studi clinici in corso. Ciò è essenziale per determinare completamente l'esatta portata di questi nuovi meccanismi proposti e i potenziali effetti fisiologici di composti specifici. 7. Conclusioni

Il consumo di alimenti ricchi di polifenoli è stato in definitiva correlato a una serie di diversi benefici per la salute dovuti ai loro effetti su diverse malattie e anche al loro impatto sulla salute cardiometabolica e sul funzionamento del cervello. Tra tutti questi, sono stati descritti gli effetti su diverse malattie visive. Nonostante gli effetti riscontrati con la somministrazione di

flavonoidi, le quantità che raggiungono la vigilia sarebbero molto più piccole di quelle ingerite e dovrebbero essere nell'intervallo nanomolare. In effetti, negli occhi dei topi sono state rilevate concentrazioni picomolari di flavonoidi e tali livelli probabilmente non sono sufficienti per ottenere un effetto di assorbimento diretto. L'effetto neuroprotettivo sulla retina osservato nei flavonoidi può essere associato ai suoi effetti modulatori su specifiche vie cellulari legate ai meccanismi antiossidanti, oltre all'effetto stabilizzante di Rho [127].

Abbiamo delineato l'effetto riportato dei polifenoli sui ROS a livello del segmento esterno, oltre al loro ruolo stabilito a livello dei mitocondri del segmento interno. Inoltre, un nuovo aspetto della nostra analisi si riferisce al potenziale effetto di tali composti mediante l'interazione diretta con le proteine ​​dei fotorecettori retinici. È anche importante notare che i rapporti contrastanti sugli studi clinici condotti per accertare i potenziali benefici di questi composti delle malattie degenerative della retina richiedono ulteriori indagini in questo campo per risolvere questi risultati contraddittori. Il fatto che i polifenoli siano facilmente metabolizzati rende il loro studio, e l'assegnazione di una determinata funzione biologica a una particolare specie chimica, un compito arduo e complesso. Vorremmo sottolineare l'idea che, oltre al loro noto ruolo di antiossidanti, i polifenoli possono avere un ruolo diretto sui recettori, come nel caso di Rho e RP. Questo approccio può comportare l'uso di polifenoli, come la quercetina, o terapie combinatorie con altri ligandi.

I risultati presentati dai diversi studi riportati sugli effetti dei flavonoidi supportano la necessità di un'ulteriore valutazione di questi composti come base per lo sviluppo di trattamenti farmacologici contro le malattie degenerative della retina. Vi è una chiara necessità di ulteriori studi clinici per stabilire la rilevanza fisiologica degli effetti riportati dei polifenoli sulla funzione visiva. Inoltre, sono necessari una raffinata caratterizzazione dei diversi mutanti Rho e studi di modellistica molecolare per comprendere meglio le cause delle malattie degenerative della retina nell'uomo e per trovare un approccio efficiente al fine di trattare/ridurre i sintomi di queste malattie.

Riferimenti

1. Rasoul, H.; Farzaei, MH; Khodarahmi, R. Polifenoli e loro vantaggi: una recensione. int. J. Cibo Prop. 2017, 20, 1700–1741. [Rif incrociato]

2. Xiao, JB Stabilità dei polifenoli alimentari: non è mai troppo tardi per riparare? Chimica alimentare. Tossico. 2018, 119, 3–5. [CrossRef] [PubMed]

3. Sies, H. Polifenoli e salute: aggiornamento e prospettive. Arco. Biochimica. Biofis. 2010, 501, 2–5. [Rif incrociato]

4. Organizzazione Mondiale della Sanità. Dieta, Alimentazione e Prevenzione delle Malattie Croniche; Organizzazione Mondiale della Sanità: Ginevra, Svizzera, 2003.

5. Hollman, PC; Geelen, A.; Kromhout, D. L'assunzione dietetica di flavonoli può ridurre il rischio di ictus negli uomini e nelle donne. J. Nutr. 2010, 140, 600–604. [Rif incrociato]

6. Hooper, L.; Corona, Pennsylvania; Rimm, EB; Cohn, JS; Harvey, I.; Le Cornu, KA; Ryder, JJ; Hall, WL; Cassidy, A. Flavonoidi, cibi ricchi di flavonoidi e rischio cardiovascolare: una meta-analisi di studi randomizzati controllati. Sono. J.Clin. Nutr. 2008, 88, 38–50. [CrossRef] [PubMed]

7. Lupton, JR; Atkinson, SA; Chang, N.; Fraga, CG; Levy, J.; Messina, M.; Richardson, DP; van Ommen, B.; Yang, Y.; Griffiths, JC; et al. Esplorare i vantaggi e le sfide della creazione di un processo simile a DRI per il bioattivo. Euro. J. Nutr. 2014, 53, 1–9. [CrossRef] [PubMed]

8. Kennedy, DO Polifenoli e cervello umano: i ruoli ecologici del "metabolita secondario" delle piante e le funzioni di segnalazione endogena determinano benefici. avv. Nutr. 2014, 5, 515–533. [CrossRef] [PubMed]

9. Marino, L.; Miguelez, EM; Villar, CJ; Lombo, F. Biodisponibilità dei polifenoli alimentari e metabolismo del microbiota intestinale: proprietà antimicrobiche. Biomed. ris. int. 2015, 2015, 1–18. [Rif incrociato]

10. Tsao, R. Chimica e biochimica dei polifenoli alimentari. Nutrienti 2010, 2, 1231–1246. [Rif incrociato]

11. Miyata, Y.; Shida, Y.; Hakariya, T.; Sakai, H. Effetti antitumorali dei polifenoli del tè verde contro il cancro alla prostata. Molecole 2019, 24, 193. [CrossRef] [PubMed]

12. Serino, A.; Salazar, G. Ruolo protettivo dei polifenoli contro l'infiammazione vascolare, l'invecchiamento e le malattie cardiovascolari. Nutrienti 2018, 11, 53. [CrossRef] [PubMed]