I programmi di ricerca coordinati dalla dott.ssa Violetta Borelli si concentrano sullo studio del ruolo dell'infiammazione /delle cellule infiammatorie nell'attività patogenetica delle fibre di amianto nelle patologie asbesto-correlate. Altri due programmi di ricerca inoltre esplorano il ruolo dei mastociti  in altre malattie umane. Queste attività sono organizzate in 3 linee principali di ricerca:

1) Identificare un'associazione tra alcuni polimorfismi genetici (correlati all'inflammasoma) e la capacità individuale di formare corpi di asbesto dopo l'esposizione all'amianto.
2) Studio dei meccanismi di interazione delle fibre di amianto con compartimenti cellulari di cellule infiammatorie (mastociti).
3) Mastociti nella salute e malattia umana: il ruolo dei mastociti e dei loro mediatori nell'endometriosi e nella malattia parodontale.

Progetti in corso

1) Infiammazione e omeostasi del ferro polmonare e mesotelioma pleurico

La presenza di corpi di amianto nel parenchima polmonare è considerata un segno istopatologico dell'esposizione passata alle fibre di amianto. I meccanismi alla base della formazione del corpo dell'asbesto sono complessi e coinvolgono sia la risposta infiammatorie che il metabolismo del ferro. L acapacità di formare corpi dell’asbesto è variabile con alcuni individui che risultano essere produttari e altri invece, che nonostante la massiccia esposizione producono pochissimi corpi. Lo scopo di questo progetto è quello di indagare l possibile ruolo delle varianti genetiche dei geni che codificano l'inflammasoma e le proteine del metabolismo del ferro nella capacità di formare corpi di asbesto nella popolazione esposta all’asbesto nella Regione. I nostri risultati preliminari suggeriscono che l'inflammasoma (NLRP1) potrebbe contribuire allo sviluppo di corpi di asbesto polmonare in soggetti affetti da mesotelioma. Si ipotizza che la variante missenso NLRP1 possa essere considerata come uno dei possibili fattori genetici dell'ospite che contribuiscono alla variabilità individuale nell'efficienza del rivestimento, che deve quindi essere presa in considerazione quando si valuta l'esposizione per scopi medico-legali.

2) Studio dei meccanismi di interazione delle fibre minerali con i le celleule infiammatorie

L'esposizione alle fibre minerali è di grande importanza per la salute umana. Un evento chiave in questo processo è l'interazione con le cellule infiammatorie e la seguente generazione di fattori proinfiammatori.  I mastociti (MC) hanno dimostrato di interagire con l'ossido di titanio (TiO2) e le fibre di amianto. In questo progetto analizziamo la risposta di MC peritoneale di ratto esposti alle fibre di amianto (crocidolite) e  ai nanotubi di TiO2 rispetto a quella indotta dalla wollastonite impiegata come fibra di controllo.Verranno valutate la risposta secretoria di queste cellule e la loro morfologia ultrastrutturale mediante microscopia elettronica a trasmissione (TEM) ed a  scansione (SEM).

 Scanning electron microscope (SEM) appearance of RPMC exposed to mineral fibers: a9 asbestos crocidolite, b) wollastonite and c) TiO₂. Magnification: bars b = 3 µm; bars a and c = 1µm.

3) Ruolo dei mastociti e dei loro mediatori nell'endometriosi e nella malattia parodontale

I mastociti sono principalmente noti per il loro ruolo nella difesa contro i patogeni, in particolare i batteri e per scatenare reazioni allergiche e anafilassi. Oltre a queste funzioni effettrici dirette, i mastociti possono partecipare alla "messa a punto" della risposta immunitaria. In questi due progetti ci concentriamo sul ruolo dei mastociti in due patologie umane:

a)    Nella malattia parodontale umana vi è un aumento del numero di mastociti che possono essere coinvolti negli eventi distruttivi o nel meccanismo di difesa della malattia parodontale attraverso la secrezione di citochine e enzimi proteolitici. Lo scopo di questo progetto è di quantificare la principale proteasi mastocitaria, la triptasi, nel liquido del solco creviculare di siti sani e affetti, e della sua relazione con le caratteristiche cliniche del parodonto e il grado di infiammazione (in collaborazione con il Dipartimento di Medicina, Chirurgia e Scienze della Salute, Università di Trieste).

b)    Diversi studi sostengono il coinvolgimento dei mastociti sia nel processo infiammatorio legato all'endometriosi, sia nell’'infertilità, con mediatori MC, in grado di sopprimere direttamente la motilità degli. In questo progetto stiamo valutando la popolazione di MC / basofili e i loro mediatori nel fluido peritoneale (che contribuisce significativamente al microambiente in cui avviene la fecondazione) di pazienti infertili con endometriosi e il loro impatto sulla motilità degli spermatozoi. A tale scopo è stato messo a punto un modello in vitro di interazione MC-spermatozoi nell’ambiente peritoneale, impiegando una linea cellular mastocitaria (LAD2). tale interazione verrà poi valutata sia da un punto di vista funzionale che morfologico (ultrastrutturale, al SEM e TEM) (in collaborazione con l’IRCCS-Burlo Garofolo, Trieste).

Low-magnification SEM examination of adherence of human sperm by the human MC line LAD2