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PROGRAMMA DI RICERCA
italiano - english
Unità di Ricerca
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Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Scienze mediche
- Area scientifico disciplinare: Scienze biologiche
Classificazione brevettuale
- CHEMISTRY; METALLURGY
- BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- MICRO-ORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF (biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, containing micro-organisms, viruses, microbial fungi, enzymes, fermentates or substances produced by or extracted from micro-organisms or animal material A01N63/00; food compositions A21, A23; medicinal preparations A61K; chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings, absorbent pads or surgical articles A61L; fertilisers C05); PROPAGATING, PRESERVING OR MAINTAINING MICRO-ORGANISMS (preservation of living parts of humans or animals A01N1/02); MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA (micro-biological testing media C12Q)
- BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- HUMAN NECESSITIES
- AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- ANIMAL HUSBANDRY; CARE OF BIRDS, FISHES, INSECTS; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL, OR TOILET PURPOSES (bringing into special physical form A61J [N: mechanical aspects]; chemical aspects of, or use of materials for deodorisation of air, for disinfection or sterilisation, or for bandages, dressings, absorbent pads or surgical articles A61L; compounds per se C01, C07, C08, C12N; soap compositions C11D; micro-organisms per se C12N) [C0203]
- AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
Classificazione geografica
- Regione: Lazio
Parole Chiave
TRAUMA CRANICO LIEVE, CONCUSSIONE, N-ACETIL ASPARTATO, RISONANZA MAGNETICA SPETTROSCOPICA, ESPRESSIONE GENICAIL TRAUMA CRANICO LIEVE: MODIFICAZIONI BIOCHIMICHE, MODIFICAZIONI DELL’ESPRESSIONE GENICA E NUOVI APPROCCI DIAGNOSTICI.
Università degli Studi di Roma "Tor Vergata"Abstract
Ad oggi, la valutazione dei danni riportati da un soggetto concusso, sia esso un atleta o un soggetto normale, si basa essenzialmente su dati soggettivi di autovalutazione dello stato clinico e sulle risposte date a specifici tests neuropsicologici. L'effettiva validità di questi ultimi è ancora oggetto di acceso dibattito, tanto da portare alcuni autori a confutarne la reale utilità clinica. Mancano quindi parametri diagnostici oggettivi, numericamente quantificabili che aiutino nella valutazione clinica del danno post-concussivo. Diversi studi sperimentali effettuati fino ad oggi, hanno permesso di formulare l’ipotesi che il tessuto cerebrale, a seguito di trauma lieve, vada incontro ad un particolare stato di “vulnerabilità metabolica” per cui un secondo evento traumatico di lieve entità potrebbe avere effetti catastrofici tanto da portare alla cosiddetta "sindrome da secondo impatto" (Second Impact Sindrome, SIS). Nel corso delle ricerche condotte dal nostro gruppo sulle conseguenze biochimiche del trauma cranico diffuso nell’animale da esperimento, abbiamo dimostrato l’effettiva esistenza dello stato di vulnerabilità cerebrale ed abbbiamo anche evidenziato come le variazioni della concentrazione intracerebrale dell’amminoacido acetilato N-Acetilaspartato (NAA) siano in stretta correlazione con le alterazioni di una serie di parametri metabolici rappresentativi del metabolismo energetico (ATP, acetil-CoA, CoA-SH, NAD+) e della capacità fosforilante dei mitocondri (ATP/ADP), risultando quindi un valido marker biochimico indiretto per la valutazione dello stato di "benessere" cerebrale. Abbiamo anche osservato che la deplezione dell'NAA è dovuta, molto probabilmente, non solo ad uno sbilanciamento del metabolismo energetico, ma anche ad un aumento dell'espressione dell'ASPA, l'enzima responsabile della degradazione dell'NAA. Studi sulle variazioni dell'espressione genica mediante tecnica di microarray, condotti nel trauma grave sperimentale, hanno genericamente evidenziato gruppi di geni che si attivano al contrario di altri che invece si reprimono. E' importante sottolineare la mancanza, quindi, di informazioni più dettagliate sull'espressione di specifiche proteine, selezionate in base alla loro funzione. Inoltre, si deve ulteriormente tener conto che le informazioni sulle modificazioni dell'espressione genica nel trauma lieve sono del tutto assenti. Tornando all'NAA, va ricordato che esso è un metabolita tessuto-specifico quantificabile in vivo, con tecnica non invasiva, attraverso la spettroscopia di risonanza magnetica (Magnetic Resonance Spectroscopy, MRS). Con tale metodica diagnostica, è stato possibile dimostrare che l’NAA subisce significative alterazioni nella sua concentrazione tissutale in numerose patologie cerebrali acute e croniche, quali l’ictus, l’epilessia, le infezioni meningitiche, la sclerosi multipla, il morbo di Alzheimer, ecc. Però, esistono poche informazioni su possibili applicazioni diagnostiche della MRS per misurare eventuali modificazioni quantitative e temporali dei livelli di NAA nei soggetti post-concussi. In base a quanto sopra riportato, appare rilevante affrontare il problema del trauma lieve da due punti di vista differenti: 1) nel modello animale, monitorare le variazioni dell'espressione genica di proteine selezionate per la loro funzione specifica (come ad esempio: iNOS, VDAC, il trasportatore dell'ascorbato, AQP4, ecc.) anche in vista di possibili nuovi approcci terapeutici; 2) nell'uomo, effettuare uno studio clinico sperimentale per la valutazione delle modificazioni metaboliche cerebrali in soggetti post-concussi (analizzati entro 72 dall'episodio traumatico) attraverso la valutazione delle concentrazioni cerebrali di NAA misurato mediante MRS e, in collaborazione con l'U.R. dell'Università Cattolica di Roma (Prof.ssa Tavazzi), anche attraverso l'analisi dell'NAA, purine, pirimidine, MDA, GSH, ascorbato, nitrito e nitrato in campioni di siero e urina (mediante cromatografia HPLC dei fluidi biologici).L'obiettivo complessivo della ricerca è quello di acquisire infrmazioni fondamentali, ad oggi mancanti, sugli eventi molecolari che avvengono nel tessuto cerebrale a seguito di trauma lieve e di avere un metodo di indagine affidabile (MRS) per la quantificazione dei danni cerebrali attraverso una valutazione metabolica (NAA) nei pazienti affetti da trauma lieve.
Il sinergismo esistente tra le due Unità di Ricerca dovrebbe permettere di raggiungere gli obiettivi prefissati nel progetto nei tempi previsti. <<<
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Roberto Vagnozzi Università degli Studi di ROMA "Tor Vergata"Obiettivo del Programma di Ricerca
Il progetto per il quale si chiede finanziamento al MUR è articolato in due Unità di Ricerca che agiscono in sinergia osservando il problema del danno biochimico nel trauma cranico lieve da due punti di vista diversi ed in modelli sperimentali differenti. Nell'Unità di Ricerca dell'Università Cattolica di Roma (Prof.ssa Tavazzi), si osserveranno le variazioni nell'espressione genica di proteine selezionate per la loro funzione biologica, in omogenati di cervello di ratti sottoposti a trauma singolo (lieve e grave) o ripetuto (lieve con intervalli di tempo variabili tra i 2 eventi trumatici). La scelta delle proteine delle quali si vuol misurare l'espressione è stata dettata, in parte dalle informazioni ricavate da studi precedenti da noi condotti sul metabolismo cerebrale dopo diversi tipi di trauma, ed in parte da informazioni ricavate dalla letteratura scientifica disponibile. L'espressione di proteine come l'asparto-acilasi (ASPA, l'enzima degradativo dell'NAA), la piruvato deidrogenasi (PDH, uno degli enzimi chiave del ciclo di Krebs), la fosfofruttochinasi (PFK, l'enzima regolatorio del flusso glicolitico), l'isocitrato deidrogenasi (IDH, anch'esso importante nel funzionamento del ciclo di Krebs), la porina (coinvolta nella permeabilità della membrana mitocondriale e nell'apoptosi), il trasportatore dell'ascorbato (responsabile dell'omeostasi di uno dei due più abbondanti antiossidanti idrosolubili cerebrali), l'AQP4 (l'isoforma dell'acquaporina responsabile dell'omeostasi dell'acqua nel tessuto nervoso), la poli(ADP-ribosio) polimerasi (PARP, coinvolta nella regolazione genica attraverso le ADP-ribosilazioni), la ossido nitrico sintetasi (NOS, responsabile, soprattutto la iNOS, dello stress nitrosativo), ecc. permetterà di capire quali funzioni proteiche risultano alterate dopo un trauma cranico. Modulando l'entità del trauma ed effettuando traumi lievi ripetuti sarà possibile evidenziare "proteine sensibili" e "proteine insensibili" e verificare se intervalli diversi tra traumi lievi ripetuti hanno effetti particolari sull'espressione delle "proteine sensibili". Quest'ultima informazione ha come obiettivo quello di confermare il concetto di "vulnerabilità cerebrale". Le informazioni sulle modificazioni nell'espressione genica di proteine selezionate a seguito di trauma cranico si pone come obiettivo ambizioso quello di avere target molecolari coinvolti in reazioni metaboliche particolari per possibili nuovi approcci terapeutici.Nell'Unità di Ricerca dell'Università di Roma "Tor Vergata" (Prof. Vagnozzi) si effettuerà uno studio clinico, mirato ad una nuova applicazione diagnostica della risonanza magnetica spettroscopica (MRS) per la valutazione del recupero metabolico di pazienti concussi, attraverso la determinazione dei livelli cerebrali di N-Acetilaspartato (NAA). Lo scopo che si propone questo studio è quello di trovare un parametro biochimico rappresentativo dello stato metabolico cerebrale (NAA), che sia quantificabile numericamente nell'uomo con una metodica affidabile e non invasiva (MRS), attraverso la cui misurazione si possa valutare l'entità del danno cerebrale indotto da eventi concussivi. Inoltre, qualora si dimostrasse l'esistenza di tale danno, misurabile come descritto nel progetto, l'altro obiettivo importante sarebbe quello di seguire l'eventuale cinetica del recupero metabolico per permettere di avere informazioni certe sulla chiusura della finestra temporale di vulnerabilità cerebrale. Queste informazioni cliniche hanno come obiettivo complessivo quello di comprendere i rischi degli eventi concussivi (punto di elevata rilevanza clinica e sociale) e, nel caso di atleti concussi, quello di stabilire dei parametri oggettivi per valutare il ritorno all'attività sportiva senza rischi legati a traumi successivi.
Riassumendo, gli obiettivi previsti dal progetto sono:
1) valutazione dell'espressione genica nell'animale traumatizzato di proteine selezionate per la loro funzione per possibili nuovi target molecolari di farmaci futuri da applicare nel trauma cranico;
2) studio clinico per misurazione dell'NAA con la MRS nei soggetti post-concussi allo scopo di avere un parametro metabolico oggettivo da analizzare con metodica affidabile per la valutazione dei danni concussivi e della loro risoluzione (chiusura della finestra temporale di vulnerabilità e ritorno all'attività sportiva senza rischio). <<<
Risultati parziali attesi
Gli obiettivi del progetto, di cui si richiede finanziamento al MUR, sono di seguito indicati:1) valutazione dell'espressione genica nell'animale traumatizzato di proteine selezionate per la loro funzione per possibili nuovi target molecolari di farmaci futuri da applicare nel trauma cranico;
2) studio clinico per misurazione dell'NAA con la MRS nei soggetti post-concussi allo scopo di avere un parametro metabolico oggettivo da analizzare con metodica affidabile per la valutazione dei danni concussivi e della loro risoluzione (chiusura della finestra temporale di vulnerabilità e ritorno all'attività sportiva senza rischio).
Da ciò, appare evidente che i risultati che lo studio si prefigge sono sia di avere maggiori informazioni sugli eventi molecolari che sono alla base della fisiopatologia del danno cerebrale posttraumatico, sia di acquisire nuovi e affidabili strumenti diagnostici, immediatamente utilizzabili in clinica, per il monitoraggio metabolico dei pazienti affetti da trauma cranico lieve.
Sulla base di quanto esposto nello stato dell'arte, lo studio dell'espressione genica a seguito di trauma cranico non è stato finora esplorato a sufficienza. Il nostro progetto prevede di valutare l'espressione di un vasto numero di proteine, selezionate sia in base alle precedenti esperienze da noi fatte studiando la biochimica metabolica del cervello traumatizzato, sia in base al ruolo chiave che alcune di esse svolgono nel mantenimento di importanti equilibri omeostatici neuronali. Studi precedenti di microarray hanno indicato, come era da attendersi, che la variazione dell'espressione genica nel cervello traumatizzato non riguarda tutte le proteine in maniera generalizzata. Noi abbiamo voluto effettuare una scelta mirata, nella speranza di contribuire a poter individuare alcune funzioni biologiche, mediate dall'attività di specifiche proteine, che siano affette dall'evento traumatico. In tal modo, si spera di avere a disposizione nuovi bersagli molecolari sui quali sperimentare nuovi approcci farmacologici per il trattemento dei pazienti con trauma cranico. Naturalmente, le modificazioni dell'espressione genica eventualmente trovate assumerebbero anche il valore di indicatori biologici di danno neuronale e potrebbero essere utilizzati sia in altri modelli sperimentali di sofferenza cerebrale, sia per verificare l'efficacia di terapie farmacologiche.
Il progetto si pone anche l'ambizioso obiettivo di colmare una grave lacuna esistente nella diagnosi dei pazienti affetti da trauma cranico lieve. Infatti, come anche ricordato nello stato dell'arte, la diagnosi di tali soggetti (quando effettuata, dato che quasi sempre i pazienti non giungono alle stutture specializzate) è abbazstanza approssimativa, basandosi su una autodiagnosi dei sintomi e su tests neuropsicologici di dubbia utilità clinica. Le esperienze maggiori, che derivano dalla medicina dello sport, confermano quanto sopra affermato. Infatti, a conferma dell'assoluta mancanza di certezze diagnostiche che permettano di stabilire l'avvenuto recupero delle funzioni cerebrali a seguito di un episodio concussivo, va ricordato come non esistano linee guida concordi che indichino ai medici sportivi ed agli atleti i tempi e i modi per il ritorno all'attività sportiva dopo un evento concussivo. Il risultato che si pone il nostro studio è quello di fornire un parametro biochimico che rispecchia il metabolismo energetico neuronale (NAA), e che sia quantificabile attraverso una metodica diagnostica affidabile (MRS), che sia modificato da un episodio concussivo per poi tornare a valori pre-concussione. Questo permetterebbe, su un numero congruo di casi esaminati, di indicare i tempi necessari per il recupero metabolico del tessuto cerebrale post-concusso, fornendo uno strumento diagnostico oggettivo per determinare la chiusura della finestra temporale di vulnerabilità cerebrale. Nel caso di un soggetto normale post-concusso, questo indicherebbe la fine della fase di "attenzione" nella vita di tutti i giorni, consistente nell'evitare pericoli di un secondo evento traumatico anche lieve compiendo attività rischiose (uso di motocicli e simili, attività sportive di contatto fisico, ecc.). Nel caso di un atleta post-concusso, questo permetterebbe di determinare il ritorno senza rischi all'attività sportiva. Qualora il risultato fosse come noi speriamo sulla base di tutte le indicazioni sperimentali fin qui ottenuto dai nostri gruppi di ricerca, si potrebbe avere un'applicazione immediata sia nella medicina dello sport per il monitoraggio dell'NAA mediante MRS degli atleti concussi, che in tutti i casi di soggetti con trauma cranico lieve. La rilevanza clinica risulta evidente a fronte della carenza diagnostica tuttora presente. <<<
Durata
24 mesiBase di partenza scientifica nazionale o internazionale
Nella maggior parte dei casi, chi subisce un trauma cranico lieve (mild Traumatic Brain Injury, mTBI), non si rivolge ai centri di Pronto Soccorso e, nel caso li raggiunga, non è visitato da specialisti in grado di effettuare diagnosi accurate (neurochirurghi, neuroradiologi, neurologi). All’interno degli eventi definiti come mTBI, la concussione è, molto probabilmente, il principale esponente. La concussione è una entità clinica di difficile definizione. Una possibile descrizione della concussione è quella di “un evento traumatico cerebrale caratterizzato da alterazione delle condizioni mentali (stato confusionale ed amnesia), accompagnato o no da perdita di coscienza, che riflette un disturbo neuronale funzionale e transitorio” (1, 2). Pertanto, la maggior parte delle informazioni scientifiche sulla concussione derivano da studi sperimentali (3, 4) e dalla medicina dello sport (5, 6). Infatti, l’atleta concusso (semiprofessionista e professionista) viene monitorizzato dal medico sportivo per valutare l’entità dell’evento concussivo e definire i tempi e i modi per il ritorno all’attività agonistica. L’effetto cumulativo dei traumi cerebrali lievi passa attraverso un particolare stato transitorio del metabolismo cerebrale da poco individuato e definito come "cervello vulnerabile". I dati su tale argomento sono stati ottenuti grazie a una serie di studi, soprattutto in modelli animali, incentrati sulla ricerca dei meccanismi fisiopatogenetici e biochimici legati a fenomeni concussivi ripetuti (7-11). L’interesse scientifico per i traumi lievi si è molto accentuato da quando è stata introdotta una nuova entità nosologica denominata "Second Impact Sindrome" (SIS). Durante le ore seguenti una concussione, le cellule cerebrali che non hanno subito un insulto irreversibile rimangono intatte, ma vengono a trovarsi in uno stato vulnerabile indotto da una condizione di disfunzione metabolica. Quindi, i soggetti interessati da un evento concussivo, si trovano in uno stato post-concussivo di estrema vulnerabilità, in cui eventi successivi anche di scarsa entità ma che interagiscano negativamente con il già alterato biochimismo cellulare possono indurre delle sequele catastrofiche e a volte irreversibili.In modelli animali è stato dimostrato che nei tre giorni conseguenti ad un evento concussivo, qualunque riduzione, seppur minima, del flusso ematico cerebrale, che normalmente sarebbe ben tollerata, produce una estesa perdita di cellule neuronali. Questo periodo di vulnerabilità è caratterizzato da una serie di modificazioni biochimiche reversibili, collegate al metabolismo del glucosio (12) ed alla funzionalità mitocondriale (13).
La Second Impact Syndrome viene quindi definita come una condizione di edema diffuso con eventuale erniazione cerebrale conseguente ad un secondo trauma concussivo ravvicinato. Tale condizione si manifesta quando un soggetto che ha subito un trauma concussivo incorre in un secondo trauma cerebrale, spesso anche di minore entità clinica, mentre le cellule neuronali sono impegnate nello sforzo massimale di ripristinare le alterazioni biochimiche reversibili causate dal primo evento concussivo. Il primo a descrivere la SIS fu Saunders nel 1984 (14) e da allora sono stati riportati in letteratura 29 decessi accertati per tale manifestazione. Si è visto come atleti colpiti in azione appaiono storditi, ma di solito non perdono immediatamente coscienza; rimangono in piedi per breve tempo, camminando per il campo da gioco non assistiti. Successivamente collassano a terra in uno stato semicomatoso, con una rapida midriasi pupillare, una riduzione dei movimenti oculari e difficoltà respiratoria. Questa condizione catastrofica presenta un tasso di mortalità d 50% e un tasso di morbidità che si aggira intorno al 100% (14). Quindi, tutti coloro che seguono persone soggette ad insulti di tipo concussivo, quali medici sportivi, allenatori, insegnanti di educazione fisica, hanno un ruolo essenziale nella prevenzione della SIS.
Va però detto che, nel 2001, McCrory (15) ha pubblicato un lavoro che mette in discussione la reale esistenza della SIS come autentica entità nosologica; infatti, l'autore fa una critica sull'uso improprio di tale definizione, facendo una revisione dei casi disponibili in letteratura, non tutti secondo lui da considerarsi validi, e proponendo un abbandono di tale denominazione, riferendosi esclusivamente alla sindrome da "diffuse cerebral swelling" come condizione di edema cerebrale maligno, che incorre talvolta in assenza di traumi concussivi ripetuti. Seppur validato scientificamente, tale lavoro non è sufficiente a compensare la moltitudine di articoli che dimostrano in modo categorico l'effetto cumulativo dei traumi concussivi e il rischio che tali inducono nella manifestazione di una SIS.
Tra i vari tentativi di fornire linee guida per il ritorno ad un attività sportiva conseguentemente ad un evento concussivo cerebrale (16), il più recente risale al 2004 (17). Ciononostante, nella maggior parte dei casi gli atleti professionisti che hanno subito una concussione cerebrale, e che costituiscono il campione ideale eventualmente interessato da tale condizione, ritornano alle proprie attività prima senza sapere se le alterazioni biochimiche del tessuto cerebrale prodotte dal primo evento siano del tutto normalizzate. Questo perché, ad oggi, manca qualunque tipo di parametro metabolico oggettivo, valutato con metodica analitica affidabile, per determinare sia le alterazioni indotte dal mTBI che la normalizzazione delle stesse, cioè per determinare la chiusura della finestra temporale di “vulnerabilità cerebrale”. Prova ne sia che la valutazione di soggetti affetti da sindrome post-concussiva (sia soggetti normali che atleti) viene effettuata solo tramite autovalutazione da parte del paziente dei sintomi clinici (ad es., la risposta alla domanda: come e cosa ti senti?) e tramite tests neuropsicologici (18) la cui utilità clinica è stata pesantemente messa in dubbio (19, 20).
A livello molecolare, dopo un insulto biomeccanico repentino, anche lieve, si verifica un immediato rilascio di neurotrasmettitori (glutammato) e uno squilibrio dei flussi ionici (Ca++ e K+), nel citoplasma prima e nel mitocondrio poi.
L’alterazione dell’omeostasi ionica comporta delle modificazioni biochimiche rilevanti. Immediatamente, per ristabilire il potenziale di membrana neuronale, la pompa Na+/K+ ATP-dipendente implementa la sua attività, provocando un aumento della richiesta di ATP. La prima risposta metabolica comporta un drammatico incremento del metabolismo glucidico, noto come iperglicolisi. L’aumento del Ca++ all’interno del comparto mitocondriale ne altera il metabolismo ossidativo, contribuendo a causare un ulteriore sbilanciamento tra produzione e consumo di ATP (7-10, 21).
Recentemente, usando il modello di trauma cranico diffuso nel ratto, i nostri gruppi di ricerca hanno dimostrato una significativa correlazione tra la severità del trauma e le alterazioni di una serie di parametri biochimici rappresentativi dello stato energetico cellulare (ATP, ADP; NAD+, ossipurine, nucleosidi, ecc.) e del danno da radicali dell’ossigeno (GSH, ascorbato, MDA) (7-10, 21). I dati relativi alle modificazione energetiche erano in stretta correlazione con i cambiamenti della concentrazione dell’N-Acetilaspartato (NAA) (7-11, 21), amminoacido acetilato tessuto-specifico (presente solo nel cervello) con funzione biologica non ancora del tutto chiarita (22). E’ importante sottolineare come l’NAA sia quantificabile in vivo, con tecnica non invasiva, con la spettroscopia di risonanza magnetica (Magnetic Resonance Spectroscopy, MRS). Con tale metodica, è stato possibile dimostrare che l’NAA subisce significative alterazioni nella sua concentrazione tissutale in numerose patologie cerebrali acute e croniche quali l’ictus (23), l’epilessia (24), le infezioni meningitiche (25), la sclerosi multipla (26), il morbo di Alzheimer (27) ecc. Nel trauma grave, i dati nell’animale da esperimento e nell’uomo hanno concordemente dimostrato una deplezione dell’NAA indotta dal trauma. I nostri gruppi di ricerca hanno evidenziato una fuoriuscita dell’NAA dai neuroni con un aumento della sua concentrazione nel liquido extracellulare in soggetti affetti da trauma grave (11). Poiché l’NAA fuoriesce dai neuroni per raggiungere gli oligodendrociti (22), dove avviene la sua degradazione da parte dell’enzima N-acetilaspartoacilasi (ASPA), aumentare il suo efflusso dai neuroni equivale ad aumentare la velocità della sua degradazione.
Per ciò che attiene il malfunzionamento mitocondriale e lo squilibrio energetico nel cervello traumatizzato, poche informazioni si hanno sulla variazione dell’espressione di proteine chiave come la porina (VDAC), la piruvato deidrogenasi (PDH), la fosfofruttochinasi (PFK), la gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi (GAPDH). Maggiori informazioni sull’induzione dei meccanismi apoptotici (TNF, Fas, le caspasi iniziatrici, BAX, BID, BAD) e antiapoptotici (Bcl-Xl e Bcl-2) sono reperibili relativamente al cervello sottoposto a trauma grave ma non a quello lieve. Stesso discorso si può fare per gli enzimi scavengers coinvolti nei meccanismi di protezione dallo stress ossidativio (le isoforme di SOD, la glutationeperossidasi e la catalasi) e per quelli coinvolti nello stress nitrosativo (le 3 isoforme della nitrossido sintasi o NOS, in particolare la iNOS responsabile dell’iperproduzione di NO) per i quali si hanno informazioni relativamente al cervello sottoposto a trauma grave. Vale anche la pena ricordare che, per l’espressione di alcuni enzimi e proteine con possibile ruolo rilevante in processi fisiopatologici, quali il trasportatore dell’ascorbato, l’enzima degradativo dell’NAA (ASPA), un enzima chiave della via di recupero dei nucleotidi purinici (AMP-deamminasi, AMPD), non si hanno notizie in nessun modello sperimentale di trauma cerebrale.
In base a quanto sopra riportato, appare di rilevanza contribuire a colmare il più possibile le lacune diagnostiche esistenti riguardo il monitoraggio dei danni cerebrali indotti dal trauma lieve. Risulterebbe quindi utile effettuare uno studio clinico sperimentale per la valutazione delle modificazioni metaboliche cerebrali in soggetti post-concussi attraverso la valutazione delle concentrazioni cerebrali di NAA misurato mediante MRS. Lo scopo sarà di comparare i dati ottenuti nei soggetti concussi con quelli di soggetti di controllo e, a fronte di differenze significative in temi ravvicinati all’evento traumatico, determinare con MRS successive l’eventuale cinetica di recupero dell’NAA.
In parallelo, è altresì urgente aumentare il più possibile le informazioni relative agli eventi molecolari che si scatenano nelle cellule neuronali dopo un trauma, informazioni che sarebbero senz’altro di utilità per eventuali nuovi approcci terapeutici. Sarebbe perciò opportuno verificare in modelli sperimentali di trauma cranico singolo (grave e lieve) e ripetuto (lieve a intervallo variabile tra 2 traumi) le variazioni dell’espressione genica e dell’attività biologica di proteine coinvolte nel funzionamento mitocondriale, nel metabolismo energetico, nella regolazione dell’apoptosi, nello stress ossidativo e nello stress nitrosativo al fine di comprendere meglio i meccanismi molecolari e biochimici coinvolti nel danno cerebrale post-traumatico.
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