Le fosfatidil-inositolo-3-chinasi (PI3K) rappresentano una famiglia di enzimi capaci di fosforilare i lipidi di membrana della famiglia dei fosfoinositidi. I metaboliti che derivano da tale reazione sono in grado di attivare diversi bersagli molecolari a valle, dando inizio ad una serie di segnali a cascata che causano molteplici risposte cellulari (FIGURA 1-7). classe IB: l'unica PI3K appartenente a tale classe è la PI3K-γ. Essa è costituita da una subunità catalitica p110γ associata ad un'unica subunità regolatoria p101. Tale enzima viene attivato dalla subunità βγ derivante dall'attivazione di recettori associati a proteina-G. 53 Uno studio di Hirsch e coll. 52 , infatti, indica che PI3K-γ è l'unica isoforma ad essere attivata da recettori associati a proteine G; la PI3K-γ, inoltre, sembra essere particolarmente importante nella modulazione della traslocazione di NF-kB, attraverso una via Akt indipendente, nella funzione di modulazione dei granulociti neutrofili in vivo ed in vitro e nella risposta infiammatoria polmonare indotta dalle endotossine (correlata, quindi, al toll-like receptor) . [54][55][56] Altre evidenze dimostrano che PI3K-γ è coinvolta nell'aggregazione piastrinica, infatti topi PI3K-γ -/-risultano protetti dalla tromboembolia in vivo; 57 l'enzima, inoltre, svolge un ruolo cruciale nell'attivazione delle mast cellule e nella risposta allergica. 58 Inoltre, anche la severità della pancreatite acuta si dimostra essere ridotta in animali PI3K-γ -/-. 59 Numerosi altri studi hanno evidenziato come PI3K-γ sia coinvolta anche nella regolazione dell'attività cardiaca. Alloatti e coll. 60 hanno evidenziato come muscoli papillari di animali PI3K-γ -/-presentino una maggior risposta, in termini di forza contrattile, a stimoli β-adrenergici; tale risposta sembrerebbe essere correlata ad aumentati livelli di AMP ciclico. La stessa equipe ha messo in evidenza come cuori di animali PI3K-γ -/risultino protetti dalla diminuzione di contrattilità indotta dal PAF (Platelet-Activating Factor) in condizioni di danno legato ad ischemia e riperfusione. 61 Studi recenti hanno messo in evidenza il ruolo di PI3K nei processi infiammatori a carico del polmone ed in particolare nella meccanotrasduzione in corso di ventilazione meccanica ad alti volumi correnti. L'equipe di Uhlig e coll., in un modello di polmone di topo ventilato e per fuso, ha dimostrato infatti che un'inibizione farmacologica di PI3K, mediante Ly294002, previene la traslocazione di NF-kB al nucleo ed il conseguente rilascio di IL-6 e MIP-2α in polmoni sottoposti a ventilazione meccanica ad alti volumi. 62 Un altro studio recente, di Lionetti e coll., in un modello di polmone di topo ventilato e non perfuso, ha dimostrato che l'assenza dell'isoforma γ della PI3K è in grado di preservare la compliance polmonare, di attenuare la formazione di membrane ialine ed il danno epiteliale durante la ventilazione meccanica ad alti volumi correnti; il meccanismo protettivo a carico dei polmoni di topi knock out per PI3K-γ (PI3K-γ-/-) sembra essere mediato da un aumento dell'espressione di apoptosi polmonare con relativa riduzione dei processi di necrosi. 51 Tutte queste evidenze suggeriscono che numerose vie sono coinvolte nell'attivazione cellulare in seguito ad un insulto meccanico e che altri studi sono necessari per capire in modo più preciso il ruolo che ogni chinasi svolge nella produzione del danno, in modo da arrivare ad identificare una terapia il più efficace possibile contro il VILI.In particolare, rimane da chiarire il ruolo di PI3K-γ nelle vie di segnalazione dello stress meccanico in un modello di polmone di topo ventilato e perfuso; in tale modello, oltre ad una componente di danno legata alla ventilazione meccanica, si associano le forze di taglio a carico dell'endotelio determinate dalla perfusione. L'attenzione è volta, nello specifico, a cercare di stabilire con maggior chiarezza quale sia il legame esistente tra attivazione di PI3K-γ e produzione di ossido nitrico (NO), che rappresenta uno dei mediatori pro-infiammatori più importanti nel mediare il danno della barriera alveolo capillare, in particolare alterandone la permeabilità. Nell'ARDS, infatti, si è visto che elevati livelli di NOx (nitrati e nitriti) e surfattante nitrosilato (quindi con alterata funzionalità) 4 a livello del BALF, così come elevati livelli di RNA messaggero per iNOS nei macrofagi alveolari correlano con una prognosi peggiore e con un aumento della mortalità 73 .Uno studio di Frank e coll. dimostra come specie reattive dell' ossido nitrico, prodotte da iNOS in seguito a ventilazione meccanica, sono in grado di inibire il riassorbimento c-AMP dipendente dell'edema alveolare. 74 Tale informazione è coerente con quanto sottolineato da diversi studi di Mattahy e coll.: in pazienti con ALI, il corretto funzionamento dei meccanismi di riassorbimento dell'edema alveolare correlerebbe con un miglioramento degli outcome, inclusa la sopravvivenza. 75,76 Se, da un lato, è stato descritto come l'ossido nitrico sia in grado di alterare i meccanismi di riassorbimento dell'edema, numerose evidenze dimostrano, d'altronde, come la stessa molecola possa alterare la permeabilità microvascolare, modulando quindi l'accumulo di liquido nel compartimento extravascolare. 77,78 In questo caso, tuttavia, l'attenzione sembrerebbe focalizzarsi maggiormente su eNOS e su come tale proteina possa modulare (tramite la produzione di NO) la funzionalità dell'endotelio microvascolare.In uno studio del 2006, Hatakeyama e coll. 79 dimostrarono come l'inibizione di eNOS riducesse l'iperpermeabilità microvascolare indotta dal PAF in un modello murino in vivo. In accordo con tale evidenza, in diversi altri studi viene affermano come l'inibizione di eNOS possa ridurre l'iperpermeabiltà causata da agenti infiammatori di varia natura. 79,80 Tale premessa è necessaria per meglio comprendere l'importanza e la necessità di approfondire gli studi riguardanti questo ambito, al fine di chiarire le eventuali correlazioni tra VILI, l'ossido nitrico e i pathway intracellulari collegati ad eNOS.In uno studio di Kuebler e coll., si è dimostrato in due modelli animali diversi, sottoposti ad aumento della pressione vascolare o a ventilazione ingiuriosa a pressione negativa, che lo stress circonferenziale sul microcircolo polmonare è in grado di attivare PI3K, che a sua volta fosforila Akt, il quale attiva la eNOS; l'inibizione farmacologica di PI3K, come ulteriore prova, blocca la produzione di NO. 81 Le attuali conoscenze sulla produzione di NO e dei suoi derivati meritano ulteriori approfondimenti per identificare l'effettivo coinvolgimento dell'ossido nitrico nella patogenesi del VILI.meccanotrasduzione, tesi ad interpretare la risposta cellulare alveolare in corso di ventilazione meccanica; in particolare, grazie ad una collaborazione con il dipartimento di genetica, abbiamo la possibilità di studiare il ruolo della isoforma γ delle PI3K nel danno indotto dal ventilatore meccanico. Infatti, sono stati generati dei topi vitali e fertili, geneticamente modificati, che non posseggono tale isoforma (topi knock out, PI3K-γ -/-).