L’attenzione della ricerca si è recentemente spostata sulle dinamiche mitocondriali e sul ruolo della fusione e della fissione nella cardioprotezione. Lo scopo di questo studio è stato quello di valutare (i) la funzione e la dinamica dei mitocondri isolati da cuori esposti all’ischemia/riperfusione (I/R) (ii) gli effetti della melatonina, un potente cardioprotettore, sulla dinamica mitocondriale in I/R.
Cuori di ratto isolati e perfusi sono stati stabilizzati per 30 minuti, sottoposti a 20 minuti di ischemia globale e poi a 30 minuti di riperfusione. I tessuti sono stati raccolti, i mitocondri isolati per la misurazione della funzione ossidativa mitocondriale e i lisati delle frazioni mitocondriali e citosoliche preparati per il western blotting. La melatonina (0,3 o 50 μM) è stata somministrata per 10 minuti immediatamente prima dell’inizio dell’ischemia e per 10 minuti all’inizio della riperfusione. Le dimensioni dell’infarto sono state valutate dopo 35 minuti di ischemia regionale/60 minuti di riperfusione utilizzando la colorazione con trifeniltetrazolio. I risultati mostrano che la riperfusione ha ridotto significativamente la QO2 mitocondriale (stati 3 e 4), con effetti minori da parte della melatonina. La Beclin 1 citosolica e il rapporto LC3 II/I sono stati ridotti dall’ischemia e aumentati dalla riperfusione. Sia l’ischemia che la riperfusione hanno ridotto i livelli mitocondriali di PINK1 e Parkin, mentre la riperfusione ha aumentato la p62.
Un percorso alternativo di mitofagia mediato da Rab9 viene attivato durante l’ischemia/riperfusione miocardica. L’ischemia ha ridotto e la riperfusione ha aumentato l’espressione di ULK1 citosolico, associata alla ridistribuzione di Rab9 e Drp1 tra citosol e mitocondri. La melatonina ha ridotto significativamente l’espressione di p62 mitocondriale durante la riperfusione. Durante tutto il protocollo, la melatonina ha significativamente (i) aumentato i livelli citosolici di ULK1 totale (t) e fosfo (p) e Rab9 (ii) aumentato i livelli citosolici e ridotto i livelli mitocondriali di pDrp1 e il rapporto p/t Drp1, suggerendo l’inibizione della fissione mitocondriale. La fusione è stata influenzata in misura minore. La cardioprotezione da parte della melatonina è associata a effetti sostanziali sulla mitofagia, il cui significato resta da stabilire.