Rapporto annuale 2007 - Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario ...

IRFMN
blot di proteine specifiche neuronali o gliali e analisi di citometria di flusso (in collaborazione
con il Dr. Bernasconi, Dipartimento di Oncologia, IRFMN). Queste valutazioni vengono
effettuate su preparazioni purificate ottenute da midollo spinale di topo. Gli stessi parametri
vengono valutati su due diversi modelli animali di degenerazione del motoneurone, il topo
wobbler e il topo transgenico SOD1G93A (in collaborazione con la Dott.ssa Bendotti,
Dipartimento di Neuroscienze, IRFMN), per valutare il possibile coinvolgimento in patologie
neurodegenerative.
I risultati ottenuti finora suggeriscono la presenza di una componente di natura neuronale che
contribuisce al mantenimento dell’omeostasi del glutammato nel sistema nervoso centrale. Il
confronto tra i due modelli animali di neuro degenerazione sembra indicare una diversa
rilevanza di questa componente nella morte dei motoneuroni: mentre nel topo wobbler la
componente eccitotossica legata a potenziali alterazioni della ricaptazione di glutammato non
sembra essere coinvolta, nel topo transgenico SOD1G93A abbiamo rilevato la presenza di una
significativa riduzione della capacità di ricaptazione del glutammato da parte del comparto
neuronale. Questa alterazione probabilmente contribuisce ad amplificare i meccanismi che
portano alla morte neuronale in questo modello. E’ attualmente in corso un progetto in
collaborazione con il professor Bonanno (Università di Genova) per la caratterizzazione del
rilascio di glutammato da sinaptosomi ottenuti da midollo spinale di topo wobbler, per valutare
se la morte dei motoneuroni possa dipendere da alterati meccanismi di rilascio del
neurotrasmettitore dai terminali nervosi.
L’eccitotossicità mediata dai recettori AMPA è uno degli eventi più importanti della
degenerazione dei motoneuroni nella patogenesi della SLA. Abbiamo messo a punto un nuovo
modello di colture primarie caratterizzato dalla cocoltura di motoneuroni purificati su layer di
astrociti. Questo modello permette di mantenere il motoneurone in vitro in condizioni più
fisiologiche ed è stato utilizzato per dimostrare come agonisti del recettore AMPA siano in
grado di indurre processi degenerativi apoptotici o non-apoptotici, dipendendo dalle
concentrazioni utilizzate. Abbiamo studiato l’interazione tra eccitotossicità e altri fattori
potenzialmente neurotossici, come i mediatori del processo infiammatorio e abbiamo dimostrato
che la chemochina pro-infiammatoria IL-8 induce morte del motoneurone attraverso il recettore
CXCR2. Studi preliminari sugli effetti di TNF-α, i cui livelli sono particolarmente alti nel
midollo spinale dei modelli animali di neuro degenerazione, hanno evidenziato il ruolo
determinante delle cellule gliali nel mediare la neurotossicità di tale citochina. Attualmente
stiamo studiando le principali alterazioni biochimiche coinvolte nei meccanismi
neurodegenerativi (come, ad esempio, l’influsso di calcio) e stiamo testando nuovi potenziali
trattamenti in grado di interferire selettivamente con ciascuna delle vie di degenerazione.
Abbiamo avviato, infine, un interessante studio sugli effetti tossici del siero di giocatori di
calcio professionisti sul motoneurone, volto a identificare potenziali fattori di rischio presenti a
livello sistemico che possono giustificare l’elevata incidenza della SLA in tale categoria di
atleti.
Sono inoltre in corso studi su colture primarie di neuroni spinali e ippocampali da topi mnd o
controlli con lo scopo di determinare la loro sensibilità ad agonisti e antagonisti dei recettori
AMPA, e il ruolo degli astrociti ottenuti dai topi mnd o controlli nell’influenzare la
sopravvivenza dei motoneuroni.
Sono in corso studi su astrociti derivati da cellule staminali neurali con lo scopo di verificare se
le alterazioni biochimiche tipiche del nostro modello murino di SLA (il topo wobbler) sono già
evidenti anche nelle cellule ottenute direttamente da precursori. In questo studio vengono
utilizzati astrociti ottenuti da precursori neurali di topi wobbler e controlli omozigoti per
valutare l’attività dei trasportatori del glutammato, mediante esperimenti di uptake, e l’effetto
diretto e indiretto di questi astrociti sul motoneurone. Infine sono in corso studi sul trafficking
intracellulare, in particolar modo sul ruolo svolto dalla proteina Vps54, che risulta mutata nel
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RAPPORTO ATTIVITA’ 2007