Isoflavoni sintetici e inibizione dell’Aromatasi

Alcuni integratori che dovrebbero aumentare i livelli di Testosterone contengono gli isoflavoni sintetici Methoxyisoflavone e Ipriflavone. Questi due composti potrebbero avere qualche concreto potenziale, o per lo meno questo è quanto emerso da uno studio in vitro svolto da ricercatori italiani, associati alla Federazione Medico Sportiva Italiana, e i cui risultati sono stati pubblicati sul Drug Testing & Analysis.(1) Secondo i ricercatori, sia il Methoxyisoflavone che l’Ipriflavone inibiscono l’Enzima Aromatasi che, come ben sappiamo, converte il Testosterone in Estradiolo.

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L’Ipriflavone e il Methoxyisoflavone sono isoflavoni sintetici. Furono sintetizzati nel secolo scorso da parte di chimici dell’Europa dell’Est, i quali erano intenzionati a creare nuovi agenti anabolizzanti mediante la modifica strutturale degli isoflavoni come la Daidzeina, un fitoestrogeno della Soia.

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Gli isoflavoni sintetici non ebbero il successo sperato nell’applicazione farmacologica, ma hanno comunque preso piede come integratori alimentari per lo sport.

L’Ipriflavone e il Methoxyisoflavone hanno un azione inibitoria su alcuni enzimi della famiglia del citocromo P450 come il CYP1A2 e il CYP2C9. Questo è il motivo per cui i ricercatori italiani si sono chiesti se i due isoflavoni sintetici avessero potuto inibire l’azione dell’Enzima Aromatasi. L’Enzima Aromatasi, proprio come il CYP1A2 e il CYP2C9, fa parte della famiglia del citocromo P450.

Se così fosse, allora l’Ipriflavone e il Methoxyisoflavone potrebbero essere inseriti nella lista delle sostanze dopanti, insieme ad inibitori dell’Aromatasi di sintesi tra i quali troviamo l’Anastrozolo e il Letrozolo. Come risaputo, gli inibitori dell’Aromatasi possono aumentare i livelli di Testosterone attraverso due vie principali:

  • la riduzione della conversione del Testosterone in Estradiolo e riduzione delle SHBG con conseguente miglioramento dei livelli complessivi dell’androgeno (sia totale che bioattivo) e della Testosterone:Estradiolo ratio;
  • attraverso la riduzione dei livelli di Estradiolo e il feedback positivo a livello ipotalamico con aumento del rilascio di GnRH e conseguente aumento di LH e incremento della biosintesi testicolare di Testosterone.

E’ scontato sottolineare che ciò ha come potenziale conseguenza il miglioramento delle prestazioni.

I ricercatori hanno svolto l’esperimento in vitro osservando, in presenza di Testosterone e Aromatasi, se l’Ipriflavone, il Methoxyisoflavone e altri composti simili avessero la capacità di bloccare il processo enzimatico di conversione del Testosterone in Estradiolo.

L’Ipriflavone e il Methoxyisoflavone hanno mostrato di causare l’inibizione della conversione del Testosterone in Estradiolo. Entrambi i composti bloccavano l’azione dell’Enzima Aromatasi. Anche la Daidzeina ha mostrato di poterlo fare, ma in misura molto minore. L’effetto anti-estrogenico dell’Ipriflavone e del Methoxyisoflavone (IN VITRO) è risultato essere simile a quello dell’Anastrozolo.

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Quando i ricercatori hanno calcolato il Ki del Methoxyisoflavone e dell’Ipriflavone sulla base dei loro test, hanno visto che era uguale al Ki degli inibitori dell’aromatasi farmacologici.

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I ricercatori scrivono che i risultati ottenuti nel loro modello in vitro mostrano, nella gamma di concentrazioni considerate, che il Methoxyisoflavone e l’Ipriflavone hanno un potenziale di inibizione dell’aromatasi simile a quello del Formestano, dell’Anastrozolo e dell’Amminoglutetimmide. Quei farmaci [sono] usati nella terapia antitumorale e banditi dalla WADA per i loro effetti sulla steroidogenesi (l’Amminoglutetimide per particolarità differenti sulla steroidogenesi NdR).

Chiaramente, i risultati presentati non sono sufficienti per esprimere un’opinione finale sulla possibilità di includere gli isoflavoni sintetici nella lista delle sostanze dopanti redatta dalla WADA, dal momento che l’entità effettiva dei loro effetti in vivo sarebbe certamente modulata dalle loro proprietà farmacocinetiche, e specialmente dalla loro bassa biodisponibilità.

Tuttavia, i ricercatori ritengono che il loro monitoraggio possa ancora essere utile nell’analisi del controllo antidoping, considerando anche le alte dosi raccomandate per gli isoflavoni sintetici negli integratori alimentari.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. http://dx.doi.org/10.1002/dta.2482

SARM MK-4541 E SUOI EFFETTI

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MK-4541

Nel secondo decennio del corrente secolo, il dipartimento di ricerca del colosso farmaceutico Merck ha svolto una serie di studi su un SARM steroideo con attività antagonista del recettore androgeno nella Prostata, capacità induttive dell’apoptosi delle cellule cancerose della ghiandola e con capacità miotropiche e di aumento della forza. (1)

Nel 2014, i ricercatori della Merck pubblicarono un articolo sul Journal of Steroid Biochemistry & Molecular Biology nel quale descrissero i risultati di esperimenti in vitro e su animali trattati con un nuovo SARM steroideo.(2)

Quel SARM steroideo è stato chiamato MK-4541. Strutturalmente è un 4-azosteroide, , come la Finasteride e la Dutasteride. I ricercatori hanno individuato l’MK-4541 durante l’esame di tremila sostanze potenzialmente interessanti.

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La Merck sta cercando nuovi farmaci per il trattamento del cancro alla Prostata androgeno-sensibile. Ad d’oggi, il trattamento dei pazienti affetti da cancro alla Prostata fa ancora molto affidamento sugli antiandrogeni come la Bicalutamide, con seguente marcato calo dell’attività androgena nel paziente in cura. La Bicalutamide si lega al AR in modo tale che gli ormoni target non possano più farlo, ma senza induzione di segnale tipico dell’ormone legante. La Bicalutamide, quindi, blocca l’attivazione del recettore degli androgeni.

La ricerca su composti antiandrogeni con attività antagonista al livello dei AR del cellule cancerose prostatiche e attività androgeno-agonista sui recettori androgeni delle altre cellule è tutt’ora in essere. L’MK-4541 potrebbe essere un nuovo di questi nuovi antiandrogeni. La Merck scoprì che, in vitro, l’MK-4541 attivava l’enzima suicida della caspasi-3 nelle cellule del cancro alla Prostata.

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Negli studi sugli animali, in cui ai ratti è stato somministrato l’MK-4541, il SARM ha ridotto le dimensioni della Prostata e le vescicole seminali in misura maggiore rispetto alla Bicalutamide. La Bicalutamide ha ridotto la massa muscolare, l’MK-4541 l’ha preservata.

Nel 2016, la Merck, di nuovo sul Journal of Steroid Biochemistry & Molecular Biology, ha pubblicato più dati a riguardo del MK-4541. Ad esempio, i ricercatori hanno spiegato come impiantando cellule del cancro alla Prostata in animali da laboratorio si è osservata una inibizione della crescita tumorale sia con l’uso della Bicalutamide che del MK-4541.

In questo studio, i ricercatori hanno somministrato l’MK-4541 a ratti castrati e hanno osservato che il SARM causava un aumento della massa magra [in questo caso: sia la massa muscolare che la massa ossea] e della forza. Se i topi fossero stati esseri umani di 80Kg, la dose giornaliera di MK-4541 somministrata avrebbe dovuto essere di 400mg.

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Questa dose ha ridotto i livelli di Testosterone nei topi intatti (non castrati). L’effetto riportato nel seguente grafico non è statisticamente significativo, ma la tendenza a tale risposta è innegabile. Dosi più elevate di MK-4541 hanno indotto una riduzione statisticamente significativa dei livelli di Testosterone.

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L’MK-4541 è un SARM che esibisce un’attività farmacologica unica, inclusa l’inibizione del tumore alla Prostata. Come si è potuto constatare, l’MK-4541 ha inibito la crescita del tumore prostatico androgeno-dipendente con la stessa efficacia riscontrata con il Bicalutamide.

È importante sottolineare che l’MK-4541 ha anche aumentato la massa magra e la funzione dei muscoli scheletrici, nonché i livelli di attività generale durante il ciclo di veglia nei topi adulti castrati, pur mantenendo l’attività normale e la composizione corporea nei roditori intatti (non castrati). Pertanto, l’MK-4541 è un candidato interessante e promettente per i test clinici per il trattamento del cancro alla Prostata.

Ci si domanda se il dipartimento di ricerca della Merck abbia continuato il progetto di ricerca sul MK-4541. Certo è che le dosi richieste per ottenere potenziali effetti biologici negli esseri umani sono molto elevate, e l’effetto mostrato sui topi sani trattati non è promettente per un suo uso monoterapico a fini del miglioramento delle prestazioni…

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. http://dx.doi.org/10.1016/j.jsbmb.2016.04.007
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24565564

AGEs E ATTIVITA’ ESTROGENICA.

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Sembra esistere un legame tra, da un lato, il consumo di alimenti trasformati e, dall’altro, l’azione estrogenica tissutale. Ricercatori della Medical University of South Carolina hanno parlato di ciò sul Breast Cancer Research and Treatment. Il loro studio è interessante per le donne con una forma di cancro al seno estradiolo-sensibile e per chiunque, per qualsiasi motivo, voglia ridurre l’azione tissutale estrogenica nel proprio corpo.(1) Gli AGE fanno parte dell’equazione per raggiungere lo scopo.

Gli AGE (Advanced Glycation End-product; in italiano prodotto finale della glicazione avanzata) sono il risultato di una catena di reazioni chimiche successive alla reazione di glicazione iniziale. In breve, si tratta di proteine o lipidi che diventano glicati a seguito dell’esposizione agli zuccheri.(2)

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Prodotti intermedi sono conosciuti come il riarrangiamento di Amadori, la base di Schiff e i prodotti di Maillard, chiamati così dai ricercatori che per primi li hanno descritti. La letteratura è ancora indecisa sull’applicare questa terminologia. Per esempio i prodotti della reazione di Maillard sono talvolta considerati prodotti intermedi talvolta prodotti finali. Gli effetti collaterali generati nei passaggi intermedi da agenti ossidanti (come il perossido di idrogeno), e non (come le proteine amiloidi beta).(3) Il termine glicosilazione è talvolta usato per glicazione in letteratura, di solito come glicosilazione non enzimatica.

Gli AGE si trovano sulle superfici dorate o abbrustolite di cibi fritti o grigliati, ed anche sulla crosta del pane. Oltre al colore, gli AGE conferiscono agli alimenti cotti anche il sapore caratteristico, tipico dei prodotti da forno.

Con la dieta moderna e l’utilizzo di prodotti industriali consumiamo più AGE di quanto accadeva anni fa, alcune aziende alimentari trasformano eccessivamente alcuni alimenti o aggiungono AGE artificiali per esaltare il sapore dei propri prodotti.

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Furosina  

Solo nel latte sono previsti dei limiti, la legge italiana fissa infatti in 8,6 mg/100 g di proteine il limite di Furosina presente nel latte crudo e pastorizzato, ed in 12 mg/100 g di proteine il limite per i formaggi freschi a pasta filata. Nella pasta alimentare secca sono presenti gli AGE (Furosina; ε-furoilmetil-lisina ) da quando è stato introdotto il metodo d’essiccazione ad alta temperatura (HT) ed l’essiccazione ad altissima temperatura (VHT). La legge non è ancora stata aggiornata come per il latte.

I prodotti finali di glicazione avanzata (AGE), noti anche come glicotossine, sono un gruppo eterogeneo di composti altamente ossidanti con un significato patogenetico nel diabete e in molte altre malattie croniche.(4)

La formazione di AGE è una parte del normale metabolismo, ma se si raggiungono livelli eccessivamente alti di AGE nella circolazione ematica e, quindi, nei tessuti possono diventare patogeni. Gli effetti patologici degli AGE sono legati alla loro capacità di promuovere lo stress ossidativo e l’infiammazione legandosi con i recettori della superficie cellulare o reticolazione con proteine del corpo, alterando la loro struttura e funzione.(5)(6) Gli AGE si formano anche endogenamente in condizioni, per esempio, di glicemia cronicamente alta.

I ricercatori della Medical University of South Carolina volevano scoprire se gli AGE potessero avere un ruolo nello sviluppo del cancro al seno, e per farlo hanno preso in esame un campioni di donne con tale patologia. I ricercatori hanno scoperto che c’erano più AGE nel sangue nelle donne con tumori più sviluppati e quindi più pericolosi rispetto alle donne con tumori meno sviluppati, e quindi meno pericolosi [in basso a sinistra].

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I ricercatori hanno anche rilevato livelli più alti di AGE nelle donne con una forma di carcinoma mammario Estradiolo-sensibile rispetto alle donne con un tumore al seno non sensibile all’Estradiolo [in alto a destra]. Questo suggerisce che possa esistere una correlazione tra AGE, cancro della mammella ed Estradiolo.

I ricercatori hanno quindi iniziato a svolgere esperimenti in vitro con cellule del cancro al seno estradiolo-sensibile. Se queste cellule venivano esposte agli AGE, il recettore dell’Estradiolo veniva attivato [in basso a destra]. L’Estradiolo attiva molecole di segnale come Akt ed Erk nelle cellule, e gli AGE sembrano fare la stessa cosa. Sembrerebbe quindi che gli AGE mimino l’effetto dell’Estradiolo.

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Come risaputo, gli oncologi utilizzano i SERM, che impediscono all’Estradiolo di legarsi ed attivare il recettore bersaglio, nel tentativo di bloccare o rallentare la crescita dei tumori al seno Estradiolo-sensibili. Più AGE circolano nel flusso ematico, e meno efficace risulta questo approccio terapeutico, almeno da quanto emerso dai dati raccolti dai ricercatori che hanno esposto le cellule tumorali in vitro al Tamoxifene e agli AGE.

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Quanto scoperto dai ricercatori è ovviamente molto interessante, anche perché le concentrazioni di AGE con le quali sono stati svolti gli esperimenti in vitro sono pressoché uguali alle concentrazioni riscontrabili nel corpo di un soggetto nella media. Appurato ciò, come ridurre i livelli di AGE?

Ridurre fortemente o eliminare gli alimenti processati e mantenere una glicemia basale entro gli 80-90mg/dL sono le pratiche primarie per causare una sensibile riduzione degli AGE. Nello specifico dello studio qui trattato, i ricercatori hanno sottoposto un gruppo di donne obese, trattate per la cura del cancro al seno, ad una alimentazione più salutare e a regolare esercizio fisico per 11 settimane. Il loro approccio – come camminare per 30 minuti al giorno – sebbene blando è risultato efficace come mostrato nella figura seguente.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. https://doi.org/10.1007/s10549-018-4992-7
  2. Goldin, Alison; Beckman, Joshua A.; Schmidt, Ann Marie; Creager, Mark A. (2006). “American Heart Association”. Circulation. 114 (6): 597–605. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.106.621854. PMID 16894049. Retrieved 5 May 2016
  3. Miyata T, Oda O, Inagi R, Iida Y, Araki N, Yamada N, Horiuchi S, Taniguchi N, Maeda K, Kinoshita T, beta 2-Microglobulin modified with advanced glycation end products is a major component of hemodialysis-associated amyloidosis, in The Journal of Clinical Investigation, vol. 92, nº 3, settembre 1993, pp. 1243–52.
  4. Ulrich P, Cerami A. Glicazione proteica, diabete e invecchiamento. Rec Prog Prog prog. 2001; 56 : 1-21.
  5. Eble AS, Thorpe SR, Baynes JW. Glicosilazione non enzimatica e cross-linking glucosio-dipendente delle proteine. J Biol Chem. 1983; 258 : 9406-9412. [ PubMed ]
  6. Vlassara H. Il recettore AGE nella patogenesi delle complicanze diabetiche. Diabete Metab Rev. 2001; 17 : 436-443.

5-idrossibenzotiazolone e suo effetto potenziale sul muscolo-scheletrico.

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I ricercatori della Novartis stanno lavorando su un nuovo composto ß2-agonista, il 5-idrossibenzotiazolone [5-HOB]. La molecola ha mostrato sugli animali di avere un effetto anabolizzante pari a quello del Formoterolo, ma con effetti collaterali cardiovascolari di molto inferiori.(1) Lo studio verrà presto pubblicato sul Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics.

Quando l’Adrenalina interagisce con i ß2-recettori sul miocita muscolare questo aumenta il suo dispendio energetico e la lisi proteica viene ridotta.

E, come ben sappiamo, questo ha fatto si che i composti ß2-agonisti divenissero farmaci di largo uso nel BodyBuilding e nel Fitness. Sono divenuti farmaci d’elezione per il miglioramento della composizione corporea: riducono la percentuale di massa grassa e limitano il catabolismo delle proteine muscolari. Sebbene quest’ultima affermazione sia riduttiva, in quanto il discorso da fare a proposito sarebbe assai corposo da affrontare qui e, quindi, richiede un articolo a parte per essere trattato in modo soddisfacente, articolo che ho in progetto di realizzare nel prossimo futuro.

I ß2-agonisti maggiormente noti in ambito sportivo sono il Clenbuterolo, il Salbutamolo e il Formoterolo.

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L’uso dei ß2-agonisti è associato a possibili effetti collaterali cardiovascolari. Questa classe di farmaci, in modo dose e tollerabilità individuale dipendente, può portare ad un aumento della frequenza cardiaca e ad un incremento della pressione sanguigna nel breve termine e, nel lungo termine, in specie con l’uso di Clenbuterolo, può portare alla comparsa di ipertrofia cardiaca compromettendo la funzionalità dell’organo.

Tornando all’argomento principale del presente articolo, negli esperimenti svolti sui ratti, il 5-idrossibenzotiazolone ha causato un aumento della massa muscolare. Tuttavia, la dose richiesta per ottenere tale effetto è stata superiore alla dose di Formoterolo necessaria a causare la medesima risposta. Ma a questa dose efficace, il 5-idrossibenzotiazolone ha leggermente aumentato le dimensioni del muscolo cardiaco, mentre il Formoterolo ha causato un ingrossamento maggiore del cuore.

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Una marcata ipertrofia cardiaca fa sì che il cuore non possa più pompare adeguatamente il sangue nel corpo. La frazione di eiezione del cuore diminuisce.

Come osservato e riportato dai ricercatori, questa condizione si è manifestata anche nei ratti trattati con Formoterolo [in basso a destra]. Tuttavia, questo effetto non è stato osservato nei ratti trattati con 5-idrossibenzotiazolone.

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Un altro effetto collaterale cardiovascolare comune con l’uso di alte dosi di ß2-agonisti è l’aumento della frequenza cardiaca. Ciò si è verificato in misura minore con l’uso del 5-idrossi-benzotiazolone rispetto a quanto osservato con l’uso di Formoterolo [in alto a sinistra].

I dati preclinici riportati in questo studio mostrano che il 5-idrossi-benzotiazolone è un potente ß2-agonista selettivo efficace nel promuovere la crescita del muscolo scheletrico. Inoltre, il 5-idrossibenzotiazolone mostra una marcata selettività tissutale e una ridotta incidenza di effetti collaterali cardiovascolari, se confrontato con il ben descritto Formoterolo negli studi preclinici.

Pertanto, secondo i ricercatori, questi dati suggeriscono che il 5-idrossibenzotiazolone può rappresentare una nuova preziosa opzione per il trattamento delle condizioni di atrofia muscolare. Futuri studi clinici determineranno se il 5-idrossibenzotiazolone possieda o meno il potenziale per ridurre gli effetti collaterali cardiovascolari alle dosi terapeutiche negli esseri umani rispetto ad altri ß2-agonisti convenzionali, come il Formoterolo.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. https://doi.org/10.1124/jpet.118.255307

Potenzialità dell’analogo della Follistatina FST-dHBS-mFc.

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Ricercatori danesi hanno sviluppato un analogo della Follistatina che ha mostrato, nei topi, di causare un aumento della massa muscolare specifica del 19% in una settimana.(1) Questa forma di Follistatina sembrerebbe priva dell’effetto collaterale che ha frenato la ricerca con questa classe di composti.

 

La ricerca sugli inibitori della Miostatina è tutt’ora in corso, ma, come già accennato, è stata rallentata dalla scoperta che almeno un tipo di inibitori della Miostatina ha l’effetto collaterale di aumentare l’eritropoiesi, con conseguente aumento dell’ematocrito e sue complicanze. Stiamo parlando quindi di composti sintetici con attività di legame con i recettori IIA e IIB. Queste sostanze hanno azione antagonista della Miostatina. Il meccanismo attraverso il quale questi composti causano un incremento dell’eritropoiesi non è al momento noto.

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Per questa ragione, i ricercatori danesi, presso l’ospedale universitario di Aarhus, hanno iniziato la ricerca per individuare un altro inibitore della Miostatina che fosse privo dell’effetto di aumento della eritropoiesi. Così, hanno tentato la via della modifica strutturale della molecola di Follistatina. Come ormai risaputo, la Follistatina è una glicoproteina sintetizzata dalle cellule muscolari, e che controlla l’effetto della Miostatina impedendo a quest’ultima di potersi legare al proprio recettore.

Al principio della ricerca, non venne modificata la forma regolare ma dall’analogo FST-dHBS.(2) A questo analogo è stata aggiunta poi una porzione di catena amminoacidica: la regione Fc della molecola IgG.

In vitro, la molecola di Follistatina modificata ha neutralizzato l’Activina A e B, la Miostatina e il GDF11 – ugualmente alla Follistatina non modificata.

La somministrazione della Follistatina regolare non è molto efficiente. La sostanza [FST315] in breve tempo non è più rilevabile nel flusso ematico. Tuttavia, dopo la somministrazione della forma modificata [FST-dHBS-hFc] i livelli ematici del composto hanno raggiunto concentrazioni elevate. Inoltre, una settimana dopo l’inoculazione nei topi di una dose elevata, la molecola modificata [FST-dHBS-mFc] era ancora rilevabile nel sangue.

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Quando i ricercatori hanno trattato i topi con la forma modificata di Follistatina per una settimana, il peso corporeo degli animali ha subito un incremento dell’11%; il peso del gastrocnemio era aumentato del 19%. La nuova molecola ha avuto un effetto anabolizzante maggiore rispetto al ActRIIA-mFC [ActRIIA = activin type IIA receptor].

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Durante la settimana dell’esperimento, i ricercatori hanno sottoposto i topi a tre iniezioni nell’intestino tenue di Follistatina modificata. Questo potrebbe suggerire che questa molecola potrebbe persino essere attiva per via orale. La dose somministrata era di 10mg per chilogrammo di peso corporeo. Qui potete leggere come calcolare l’equivalente umano della dose utilizzata.

A differenza del ActRIIA-mFC, il nuovo analogo della Follistatina non ha mostrato di avere effetti sul livello dei globuli rossi e, di conseguenza, sull’ematocrito.

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In sintesi, la FST-DHBS-mFc rappresenta una molecola di segnalazione del recettore dell’Activina che causa un aumento della massa muscolo-scheletrica senza però influenzare negativamente globuli rossi, emoglobina ed ematocrito.

I ricercatori concludono dicendo che questo apre la possibilità di un uso terapeutico di composti con attività di segnale del recettore dell’Activina in pazienti con ematocrito normale o alto e pone l’FST-DHBS-mFc in una posizione unica tra gli altri farmaci candidati che interferiscono con le vie dei 3 ligandi cardine: l’Activina A, la Miostatina e il GDF11.

Gabriel Bellizzi

Riferimenti:

  1. https://doi.org/10.1096/fj.201801969RR
  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29752426