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CARIOGENESI INDOTTA DA STREPTOCOCCUS MUTANS: MECCANISMI MOLECOLARI DI CONTROLLO ED IDENTIFICAZIONE DI POSSIBILI BERSAGLI FARMACOLOGICI

La proposta di ricerca intende sviluppare nuove strategie per il controllo dei fattori di virulenza di S. mutans che permettano la messa a punto di un'efficace terapia la cura e la prevenzione della carie. Pertanto al fine di individuare nuovi bersagli terapeutici, le ricerche comprenderanno:1) approfondimento delle proprietà della SmSOD;2) identificazione e caratterizzazione dei sistemi enzimatici preposti all'incorporazione del Fe e/o Mn nella SmSOD;3) uso di inibitori naturali del biofilm di S. mutans ed identificazione di nuovi bersagli molecolari per contrastarne la formazione.Le proprietà della SmSOD saranno approfondite mediante lo studio della sua stabilità strutturale in soluzione in funzione di temperatura e pH con l'uso di tecniche spettroscopiche. Inoltre, sarà determinata la struttura cristallografica dell'enzima e si tenterà di studiare anche dal punto di vista cristallografico l'effetto della variazione del pH. Si procederà poi al confronto dei dati ottenuti con quelli dell'omologa StSOD. Per caratterizzare i sistemi coinvolti nella captazione metallica della SmSOD, nel cromosoma di S. mutans è stato identificato il gene SMU.770 che codifica per una proteina putativamente coinvolta nel trasporto del Mn e che ha una significativa identità amminoacidica con l'omologo prodotto del gene Smf2p di lievito. Pertanto si caratterizzerà una forma ricombinante di Smu770 per studiarne la capacità di trasportare ioni divalenti; inoltre, si valuterà l'effetto di Smu770 sia sull'affinità che sullacinetica di scambio dei metalli nel sito attivo della SmSOD. Si cercherà in particolare di selezionare le molecole che putativamente interagiscono con regioni di Smu770 in cui c'è scarsa omologia con Smf2p di lievito.Il progetto verterà anche sull'individuazione di nuove molecole che inibiscano la produzione del biofilm di S.mutans e sull'analisi dei loro bersagli molecolari. Saranno ottimizzate le condizioni per la formazione del biofilm di S. mutans in modelli in vitro che riproducano la morfologia della superficie dentaria e saranno valutati gli effetti inibitori di vari estratti naturali sulle fasi iniziali di formazione del biofilm. Utilizzando le cellule estratte dai biofilm trattati saranno identificati, mediante approcci integrati di proteomica e trascrittomica, nuovi bersagli molecolari per inibire la crescita del biofilm di S. mutans.L'individuazione di nuovi bersagli molecolari per il trattamento della carie potrebbe aprire nuove prospettive nella lotta a tale patologia. La carie colpisce con elevata incidenza anche popolazioni con alto grado di civilizzazione e si calcola che più di 5 miliardi di persone ne sono affette. D'altra parte, essa colpisce più volte nell'arco dell'intera vita, manifestandosi con problematiche diverse a seconda delle fasce di età. Pertanto, la carie ha un impatto economico molto rilevante a causa degli elevati costi richiesti per i trattamenti terapeutici e per i giorni lavorativi persi. La carie riveste anche un elevato impatto sociale a causa delle implicazioni sulla qualità della vita degli individui che ne sono colpiti. In definitiva l'impatto socio/economico del presente studio potrebbe risiedere nella formulazione di alcune ipotesi sia per sviluppare nuovi approcci terapeutici nella lotta alla carie sia per orientare le scelte di un corretto stile di vita. La rilevanza dell'impatto scientifico della presente proposta consiste nello studio combinato dei diversi fattori cariogenici connessi al metabolismo di Streptococcus mutans. Questa ricerca potrebbe portare all'elucidazione di meccanismi molecolari alla base dello sviluppo della carie; la comprensione di tali processi costituisce il prerequisito indispensabile per qualsiasi tipo di approccio terapeutico. In particolare, i risultati ottenuti potrebbero essere utili per sviluppare un controllo simultaneo sulle diverse fasi del processo carioso.