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Sezione III: Attività per progetti
U. O. 1 – Laboratorio di Neurofisiologia
Antonio Pisani
CONTRIBUTO SPECIFICO FORNITO AL PROGRAMMA
Il corpo striato è la struttura del Sistema Extrapiramidale che riceve la
più cospicua innervazione dopaminergica dalla sostanza nera (SN). Pertanto
la degenerazione dei neuroni dopaminergici della SN in corso di Malattia di
Parkinson (MP) ha un profondo impatto funzionale sul sistema nigrostriatale.
Ciò ha avuto conferma in diversi modelli animali di parkinsonismo come la
lesione della SN con 6-idrossi-dopamina (Calabresi et al., 2003). Negli ultimi
anni sono state individuate diverse forme familiari di MP. Mutazioni in
almeno 4 geni sono state collegate a MP ereditari. Tra questi, il gene DJ-1
codifica per una proteina la cui funzione rimane ancora ignota, ma che si
ritiene abbia un ruolo protettivo nel danno neuronale da alterazioni del metabolismo
energetico (Zhang et al., 2005).
Obiettivo della nostra Unità sarà quindi di valutare gli effetti determinati
da alterazioni del metabolismo energetico sulla funzionalità cellulare striatale.
La vulnerabilità di neuroni striatali a tale tipo di insulto sarà testata
esponendo le cellule ad una soluzione priva di ossigeno e glucosio, o a
concentrazioni note di rotenone, una tossina mitocondriale selettiva per il
complesso I; di notevole interesse sarà valutare la possibile vulnerabilità individuale
di specifici gruppi neuronali. Infatti l’effetto di tossine mitocondriali
verrà testato su differenti sottotipi neuronali striatali, i neuroni spinosi e gli
interneuroni colinergici ottenuti da topi knockout DJ-1, allo scopo di caratterizzarne
i meccanismi molecolari sottostanti. Inoltre, registrazioni da
entrambi i sottotipi neuronali striatali verranno effettuate da animali sottoposti
a trattamento cronico con un’altra tossina mitocondriale, metamfetamina,
principio attivo di droghe d’abuso. Un eccessivo aumento di ioni calcio intracellulari
è stato indicato tra i meccanismi più accreditati alla base del danno
neuronale (Pisani et al., 2004). Differenze nella capacità di gestire aumenti di
calcio intracellulari possono rendere conto della peculiare resistenza interindividuale
tra sottotipi neuronali distinti. Pertanto, durante la perfusione con
tossine verranno monitorizzati i livelli intracellulari di calcio e registrate le
eventuali differenze tra neuroni spinosi ed interneuroni.
METODOLOGIA
Preparazione delle fettine corticostriatali – Utilizzeremo topi transgenici
con la mutazione per il gene DJ-1 (Goldberg et al., 2005) e topi intossicati cronicamente
con metamfetamina. La preparazione ed il mantenimento delle
fette coronali sono stati descritti in dettaglio (Goldberg et al., 2005). Brevemente,
fette coronali corticostriatali vengono tagliate con un vibratomo da
blocchi di tessuto cerebrale (200-300 micrometri). Una fetta viene trasferita
alla camera di registrazione, dove è immersa in un flusso continuo di solu-
734 2006