Prevenzione dell'apoptosi indotta da raggi UV da parte della caffeina (Caff2)

La caffeina è un costituente alimentare consumato in tutto il mondo. Si trova in una varietà di bevande come caffè, tè, bibite e bevande al cacao e nei prodotti alimentari a base di cioccolato. Negli Stati Uniti è riportata un'assunzione media di caffeina di 200 mg/giorno nell'80% degli adulti, corrispondente alla quantità di due tazze di caffè da 5 once o quattro bibite. Un nuovo interesse per la caffeina in oftalmologia è emerso con l'osservazione che la caffeina inibisce la catarattogenesi.

La cataratta è la principale causa di cecità in tutto il mondo e fino ad ora non esiste un farmaco approvato per prevenire la cataratta. La radiazione UVR-B è stata identificata come uno dei principali fattori di rischio per la cataratta legata all'età. In vitro, Varma ha dimostrato che la caffeina preserva i livelli di ATP e GSH nel cristallino quando esposta a UVR-B e mantiene ulteriormente lo stato di trasparenza nel cristallino. Varma ha inoltre ipotizzato che il suo effetto protettivo nel cristallino sia dovuto alla sua capacità di eliminare le specie reattive dell'ossigeno (ROS) e di sopprimere l'elevazione di microRNA tossici e il conseguente silenziamento genico. Nel modello di ratto galattosemico, Varma ha dimostrato che la caffeina topica in vivo inibisce la formazione della cataratta al galattosio e previene l'apoptosi delle cellule epiteliali del cristallino.

Un ulteriore studio ha presentato la prova che la caffeina topica previene anche la cataratta indotta da UVR-B in vivo e inibisce l'apoptosi delle cellule epiteliali del cristallino. I ricercatori hanno stimato il fattore di protezione (PF) della caffeina a 1,23. Il PF è identico al PF per i filtri solari; il rapporto tra la dose soglia dell'agente tossico e la dose soglia senza l'agente tossico. Il PF osservato per la caffeina applicata localmente era superiore al PF osservato per la vitamina E somministrata per via orale (PF: 1,14) e la vitamina C (PF: 1), rispettivamente. Solo il gene Grx fornisce un PF più elevato (PF 1,3). Questo sostiene fortemente che la caffeina ha un'importante capacità antiossidante in vivo.

Fino al 99% della caffeina viene assorbita a livello gastrointestinale e la farmacocinetica è comparabile dopo somministrazione orale e i.v. amministrazione. Nel fegato, la caffeina viene metabolizzata dagli enzimi epatici appartenenti alla famiglia del citocromo P-450, principalmente CYP1A2. È stato riportato che i principali metaboliti come l'1-metilxantina e l'acido 1-metil urico hanno ancora una significativa attività antiossidante. Recentemente, uno studio ha confermato l'effetto protettivo del caffè combinato con una dieta antiossidante aggiuntiva contro la cataratta legata all'età. Le sue proprietà idrofobiche consentono il passaggio della caffeina su tutte le membrane biologiche. Un ulteriore studio ha rilevato che la caffeina dopo l'assunzione orale si accumula nell'epitelio del cristallino.

L'epitelio del cristallino svolge un ruolo importante nel bilanciamento dell'acqua, degli ioni e dell'omeostasi metabolica. Inoltre, le cellule germinative nell'epitelio del cristallino generano un serbatoio per la generazione di cellule in fibra del cristallino. La radiazione UVR-B viene assorbita dalle proteine ​​e dal DNA nell'epitelio del cristallino e nelle fibre sottostanti del cristallino, causando danni alle cellule. Quando le cellule epiteliali sono danneggiate, la crescita e la trasparenza del cristallino sono disturbate. Michele et al. dimostrato l'aspetto delle cellule della lente apoptotica dopo l'esposizione in vivo a UVR-B con microscopia elettronica a trasmissione. Non sono state trovate cellule necrotiche alla dose soglia. Abbiamo trovato un picco di apoptosi ore dopo l'esposizione ai raggi UVR-B.

Il presente studio si propone di indagare se l'accumulo di caffeina nelle cellule epiteliali del cristallino umano dopo l'assunzione orale di caffeina è sufficiente per prevenire l'apoptosi indotta da radiazioni ultraviolette sperimentali.