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Pathophysiology of inflammatory intestinal diseases

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The main research interest of the group is to the study oxidative and inflammatory mechanisms, which trigger uncontrolled onset of intestinal inflammation that represent the main cause of disorders, such as inflammatory bowel disease (IBD) and colorectal cancer (CRC). IBD refers to a group of inflammatory intestinal conditions including Crohn's disease and ulcerative colitis, whose incidence and prevalence are increasing in Western industrialized countries and is considered as precancerous disease in CRC developing.

A defective intestinal barrier integrity and its mechanisms of damage are the main studied targets because it is actively involved in these intestinal disorders. Notably, pathogens, xenobiotics and food can diffuse far from the gastrointestinal lumen throughout disrupted intestinal barrier, promoting and concurring to systemic inflammatory diseases.

In particular, the influence of diet on either altering intestinal functions or maintaining its health is the principal topic of the research group. Understanding the mechanisms underlying this process is an intriguing subject of research for the diagnosis and treatment of intestinal (but also extra-intestinal) diseases.

- For instance, the use of large amounts of oxidized foods, in particular cholesterol-oxidized compounds, as happens in the Western diet can interfere with intestinal permeability and alter enterocyte response to luminal antigens thus maintaining gut in a prolonged status of inflammation that precedes or accelerates damage.

- On the other hand, the so-called "Mediterranean diet", which is rich in polyphenols, has been proposed as an alternative natural approach to prevent or treat chronic inflammatory intestinal diseases. Polyphenols show antioxidant and anti-inflammatory properties and closely interact with the intestinal microbiota also acting as prebiotics. Recently, they were found in high concentrations in industrial food wastes. Research on the beneficial impact on intestinal health of these recovered byproducts represents another important issue by the research group. This allow valorize these compounds in recycling them, thus increasing interest zero-waste circular economy.

Il principale interesse di ricerca del gruppo è lo studio dei meccanismi di danno ossidativo e infiammatorio, che innescano l'insorgenza incontrollata di infiammazioni intestinali, principale causa di malattie croniche come la malattia infiammatoria intestinale (IBD) e il cancro del colon-retto (CRC). L'IBD si riferisce a un gruppo di condizioni infiammatorie croniche intestinali (morbo di Crohn, colite ulcerosa) la cui incidenza e prevalenza sono in aumento nei paesi industrializzati occidentali ed è considerata una precancerosi nello sviluppo del CRC.

Un difetto nell’integrità della barriera intestinale ed i meccanismi di danno associati costituiscono il principale oggetto di studio nella patogenesi da IBD. Agenti patogeni, xenobiotici e cibo possono diffondersi attraverso la barriera intestinale interrotta, promuovendo, così, malattie infiammatorie sistemiche.

L'influenza della dieta sull'alterazione delle funzioni intestinali o sul mantenimento della sua salute è l'argomento principale del gruppo di ricerca. La comprensione dei meccanismi alla base di questo processo costituisce interessante argomento di ricerca per la diagnosi e il trattamento delle malattie intestinali (ma anche extraintestinali).

- Ad esempio, l'uso di grandi quantità di cibi ossidati, in particolare di composti ossidati dal colesterolo definiti ossisteroli, come accade nella “dieta occidentale”, può interferire con la permeabilità intestinale e alterare la risposta degli enterociti agli antigeni luminali mantenendo così l'intestino in uno stato prolungato di infiammazione che precede o accelera il danno.

- D'altra parte, la cosiddetta "dieta mediterranea", ricca in polifenoli, è stata proposta come approccio naturale alternativo per prevenire o curare le malattie infiammatorie croniche intestinali. I polifenoli mostrano proprietà antiossidanti e antinfiammatorie e interagiscono strettamente con il microbiota intestinale agendo anche come prebiotici. Recentemente, alte concentrazioni di polifenoli sono stati quantizzati in rifiuti industriali alimentari. Testare questi sottoprodotti dal punto di vista biologico di impatto positivo sulla salute, rappresenta un importante passo per il riutilizzo di questi sottoprodotti. Ciò consente di valorizzare questi composti nel riciclo, aumentando così l'interesse per l'economia circolare a rifiuti zero.

Prodotti della ricerca

Rossin D, Barbosa-Pereira L, Iaia N, Sottero B, Danzero AC, Poli G, Zeppa G, Biasi F. Protective Effect of Cocoa Bean Shell against Intestinal Damage: An Example of Byproduct Valorization. Antioxidants (Basel). 2021 Feb 12;10(2):280. doi: 10.3390/antiox10020280. PMID: 33673085; PMCID: PMC7918452.

Rossin D, Barbosa-Pereira L, Iaia N, Testa G, Sottero B, Poli G, Zeppa G, Biasi F. A Dietary Mixture of Oxysterols Induces In Vitro Intestinal Inflammation through TLR2/4 Activation: The Protective Effect of Cocoa Bean Shells. Antioxidants (Basel). 2019 May 31;8(6):151. doi: 10.3390/antiox8060151. PMID: 31151323; PMCID: PMC6617147.

Rossin D, Dias IHK, Solej M, Milic I, Pitt AR, Iaia N, Scoppapietra L, Devitt A, Nano M, Degiuli M, Volante M, Caccia C, Leoni V, Griffiths HR, Spickett CM, Poli G, Biasi F. Increased production of 27-hydroxycholesterol in human colorectal cancer advanced stage: Possible contribution to cancer cell survival and infiltration. Free Radic Biol Med. 2019 May 20;136:35-44. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2019.03.020. Epub 2019 Mar 23. PMID: 30910555.

Serra G, Incani A, Serreli G, Porru L, Melis MP, Tuberoso CIG, Rossin D, Biasi F, Deiana M. Olive oil polyphenols reduce oxysterols -induced redox imbalance and pro-inflammatory response in intestinal cells. Redox Biol. 2018 Jul;17:348-354. doi: 10.1016/j.redox.2018.05.006. Epub 2018 May 16. PMID: 29793168; PMCID: PMC6007813.

Sottero B, Rossin D, Poli G, Biasi F. Lipid Oxidation Products in the Pathogenesis of Inflammation-related Gut Diseases. Curr Med Chem. 2018;25(11):1311-1326. doi: 10.2174/0929867324666170619104105. PMID: 28625152

Ultimo aggiornamento: 06/06/2023 11:28
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