Vitamina D. Corso Integrato di Scienze Mediche e della Patologia Umana Insegnamento di Endocrinologia

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1 Corso Integrato di Scienze Mediche e della Patologia Umana Insegnamento di Endocrinologia Vitamina D Claudia Pivonello CdL TLB I Anno II semestre Anno accademico Dipar&mento di Medicina Clinica e Chirurgia Università Federico II Napoli

2 Vitamina D Con il termine vitamina D ci si riferisce ad un gruppo di pro-ormoni liposolubili. Forme di Vitamina D Calciferolo (vitamina D3) nei MAMMIFERI Ergocalciferolo (vitamina D2) nelle PIANTE e LIEVITI Sia l'ergocalciferolo che il calciferolo sono forme inattive della vitamina D è pertanto necessaria un'attivazione che avviene nel fegato e nel rene.

3 Sintesi e Ruolo della Vitamina D

4 Sintesi della Vitamina D L esposizione solare necessaria per garantire livelli adeguati di vitamina D varia a seconda della latitudine, della stagione e dell ora del giorno in cui ci espone. In generale, per una corretta produzione di vitamina D bisognerebbe esporsi per minuti al giorno, per almeno 4 giorni alla settimana, scoprendo braccia, viso e gambe.

5 La vitamina D sembra inoltre influenzare la comparsa di malattie autoimmuni quali il diabete di tipo 1, lo sviluppo di alcuni tumori (colon, prostata, polmoni, sistema linfatico, seno), l insorgenza e la manifestazione di alcune patologie cutanee quali la psoriasi e la dermatite atopica. Ruolo della Vitamina D Il suo ruolo principale è quello di aiutare il calcio a fissarsi nelle ossa.

6 I livelli circolanti di Vitamina D La vitamina D si misura quantificando i livelli di 25(OH)D presenti nel sangue ed esprimendo la sua concentrazione o in nanogrammi per millilitro (ng/ml) o nanomoli per litro (nmol/l); 1ng/ml x 2,5 = 1nmol/L

7 Il recettore della Vitamina D (VDR) Il VDR è costituito da 427 residui amminoacidici, per un peso di circa 48kDa organizzati in a) un dominio di transattivazione all estremita amino terminale per il legame al fattore di trascrizione TFIIB, b) un motivo a due dita di zinco che interagiscono con sequenze specifiche del DNA nelle regioni promotrici della trascrizione e che sono inoltre responsabili della formazione di un eterodimero con RXR, c) una dominio di legame con la vitamina D (Ligand Binding Domain) situato a livello dell estremita carbossiterminale che riconosce specificamente la molecola del calcitriolo

8 VDR: regolazione della trascrizione Deeb et al. Nature Reviews 2007

9 Il gene del VDR E situato sul cromosoma 12, in posizione 12q13-14 Organizzato in 14 esoni 6 esoni 1a-1f: regione 5 non tradotta 8 esoni: 2-9: codificano per la proteina del VDR I promotori del VDR si trovano negli esoni 1d, 1a e 1f e danno luogo a diversi trascritti tessuto specifici

10 Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) Uno SNP (single nucleotide polimorphysm) è definito come un singolo cambiamento di base all interno della sequenza del DNA che si verifica in più dell 1% della popolazione. In media, due SNPs su tre vedono una variazione tra citosina e timina Si ritrovano nelle regioni codificanti e maggiormente in quelle non codificanti Modificazioni strutturali e funzionali del prodotto proteico Alcuna alterazione del prodotto proteico se abbiamo SNPs sinonimi Modificazioni del grado di espressione del gene (trascrizione) e di conseguenza dell espressione proteica

11 Polimorfismi del VDR Uitterlinden et al. Gene 2004 * Ricadono rispettivamente nell esone 2 e 9 della regione codificante

12 Polimorfismi del VDR: Cdx2 (rs ) Ruolo tessuto specifico: intestino Allela A più attivo Allele G meno attivo L allele A è stato dimostrato conferire al VDR una più alta efficacia nel legame tra DNA e fattore trascrizionale aumentandone l attività di trascrizione. Uitterlinden et al. Gene 2004

13 Polimorfismi del VDR: Fok1(rs ) Allele C (f) più attivo Allele T (F) meno attivo Variazione C/T nel codone ACG trasformandolo in uno start codon (ATG). In presenza dell allele T lo start codon è situato a monte del precedente di 3aa, pertanto in presenza dell allele T (F) si ottiene una proteina di 427aa mentre in presenza dell allele C (f) si ottiene una proteina più corta: 424aa. Uitterlinden et al. Gene 2004

14 Polimorfismi del VDR: Taq1 (rs731236) Sostituzione silente T C in cui il codone ATT, codificante per isoleucina, viene convertito nel codone ATC codificante per lo stesso aminoacido.

15 Polimorfismi del VDR: BsmI (rs ) e ApaI (rs ) Possono destabilizzare l attività di trascrizione del VDR

16 Bassi livelli di vitamina D e polimorfismi

17 Tecniche biomolecolari per la rilevazione degli SNPs Restriction Fragment Lenght Polymorphisms (RFLPs) Enzimi di restrizione Alleli Genotipi BsmI B,b BB, Bb, bb 810 bp 810, 470, 340 bp 470, 340 bp

18 Tecniche biomolecolari per la rilevazione degli SNPs SNP Genotyping

19 Tecniche biomolecolari per la rilevazione degli SNPs SNP Genotyping Pool di pazienti con genotipo FF Pool di pazienti con genotipo Ff Pool di pazienti con genotipo ff