Contaminanti nell’ecosistema

Negli strumenti legislativi a supporto del monitoraggio di acque marino-costiere viene ribadita la necessità di definire metodi per la valutazione degli effetti provocati da sostanze chimiche pericolose, persistenti e bioaccumulabili, sulle comunità biotiche degli ecosistemi, ad integrazione dei criteri di determinazione dello stato chimico-fisico dei corpi idrici superficiali e del sedimento. Un approccio generale per valutare la tossicità di composti chimici nei sistemi acquatici è basato sui test di tossicità, condotti su vertebrati e invertebrati marini, che trovano largo impiego in studi di ecotossicologia e biochimica marina. Pesci e molluschi vengono utilizzati come modello per evidenziare i rischi biologici determinati da vari composti inquinanti come il benzo(a)pirene (BaP), gli idrocarburi policiclici aromatici (PAHs), i metalli pesanti presenti negli ambienti acquatici altamente contaminati, ma anche detergenti e prodotti derivanti dalle attività antropiche. Gli effetti di tali composti, nei pesci, sembrano essere strettamente specie-specifici e sono stati quasi esclusivamente valutati in vivo attraverso l’espressione dei livelli di monoossigenasi (famiglia del citocromo P450), di enzimi implicati nella fase II della detossificazione (glutatione S-transferasi [GST]), l’UDP-glucuronosiltransferasi (UDPGTS) e la sulfotransferasi (ST) e attraverso markers di stress ossidativo. L’alta specie-specificità dei principali contaminanti chimici e l’esigenza di dover necessariamente ridurre le sperimentazioni in vivo per ragioni etiche, scientifiche ed economiche, rende necessario lo studio dei processi innescati dall’esposizione ai contaminanti, in sistemi cellulari derivanti da specie ittiche diverse rispetto a quelle finora utilizzate, quali lo zebrafish, la carpa e la trota arcobaleno, al fine di poter effettivamente valutare i rischi connessi alla presenza di xenobiotici in specie endemiche. Inoltre la scarsa disponibilità di dati sull’effetto che molti di questi composti determinano a livello dell’espressione di oncogeni e antioncogeni può fornire la base di ulteriori ricerche finalizzate alla valutazione dei meccanismi molecolari attraverso i quali gli xenobiotici possono determinare eventi di mutagenesi o eventuale morte per apoptosi nelle specie ittiche mediterranee.

Obiettivo di questa LT è lo studio dei processi di trasferimento e della dinamica dei contaminanti all’interno dell’ecosistema nell’area di interesse. Indagini ecotossicologiche mirate permetteranno di comprendere l’effetto dei contaminanti, singoli e come miscele. Infine, i risultati di un’indagine modellistica molecolare permetteranno di verificare, su basi teoriche, le interazioni e le possibili combinazioni nelle interazioni tra contaminanti e molecole biologiche.

Il trasferimento dei contaminanti al comparto umano tramite ingestione di cibo verrà verificato e chiaramente valutato.

Le azioni di ricerca previste saranno le seguenti:

  • Ecotossicologia ed ecotossicodinamica
  • Food


Task 3.2 Ecotoxicological and biochemical analyses in vitro

L’elevata specie-specificità dei principali inquinanti chimici e la necessità di ridurre le sperimentazioni in vivo per ragioni etiche, scientifiche ed economiche, porta all’esigenza di trovare metodi alternativi, come i test in vitro, per valutare efficacemente i rischi legati alla presenza di xenobiotici nell’ambiente, anche a concentrazioni subletali. Inoltre, la limitata disponibilità di dati relativi agli effetti sub-letali dei composti xenobiotici, nella modulazione dell’espressione degli oncogeni, stimola nuove ricerche volte a valutare i meccanismi molecolari, mediante i quali tali composti danno inizio alla trasduzione del segnale che porta a eventi di modulazione del ciclo cellulare, apoptosi e mutagenesi,

L’obiettivo principale della task è valutare, in sistemi marini sia in vitro che in vivo, le azioni combinate di contaminanti selezionati, su marcatori biochimici correlati a tossicità, infiammazione, stress ossidativo, controllo del ciclo cellulare, angiogenesi e apoptosi, nello sviluppo e nella prevenzione del cancro, anche attraverso l’analisi dei pathways di trasduzione e attivazione del segnale.

In dettaglio, l’obiettivo specifico della task 3.2 è quello di condurre indagini ecotossicologiche e biochimiche a livello molecolare e cellulare, al fine di identificare i marcatori biomolecolari utili come sensori e sistemi di early warning.

Saranno effettuate batterie di test di tossicità su organismi modello e linee cellulari di organismi marini, saranno condotti esperimenti di esposizione alle sostanze target a medio e lungo termine, sia in vitro che su invertebrati e vertebrati marini, su cui saranno valutati i marcatori di tossicità, stress ossidativo, modulazione del metabolismo e del ciclo cellulare, al fine di identificare switch molecolari responsabili degli effetti osservati sui sistemi modello indagati.

Fig. 1: Rappresentazione schematica delle attività previste nella Task 3.2

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