RICERCA ITALIANA     

Meccanismi cellulari e molecolari di morte e protezione neuronale

Università degli Studi di Roma "Tor Vergata"

Abstract

I meccanismi di eccitotossicità sono considerati essenziali nella genesi del danno neuronale in corso di malattie neurologiche come le malattie neurodegenerative, l'ischemia, l'epilessia.Tuttavia il trattamento farmacologico della eccitotossicità con antagonisti dei recettori del glutammato si è rivelato fallimentare daql punti di vista clinico. Quindi, sono state proposte strategie alternative che includono l'uso di antagonisti seletivi per subunità recettoriali, come l'ifenprodil per la subunità NR2B del recettore NMDA, o un blocco parziale del recettore come con antagonisti della glicina. Un altro approccio, nella ricerca di un obiettivo strategico nella eccitotossicità potrebbe essere anche rappresentato da specifici vie ditrasduzione intracellulari accoppiate all'attivazione recettoriale, responsabili di propagare l'insulto dal recettore a valle sino al nucleo cellulare. Pertanto, lo scopo principale del presente progetto sarà rappresentato da un'indagine dei meccanismi molecolari e cellulari di morte neuronale effettuata a più livelli, dalla membrana cellulare sino al nucleo e con un approccio multidisciplinare, utilizzando modelli in vitroed in vivo di dannoischemicoed eccitotossico. Molteplici aspetti della cascata di eventi cellulari che portano a morte neuronale saranno indagati. Tra gli eventi precoci secondari a danno energetico vi è l'alterazione della omeostasi ionica a livello della membrana neuronale.Evidenze sperimentali indicano il coinvolgimento dello >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Giorgio BERNARDI Università degli Studi di ROMA "Tor Vergata"

Obiettivo del Programma di Ricerca

Negli ultimi 10 anni, si è sviluppato un crescente interesse per i meccanismi patogenetici di morte neuronale in corso di malattie neurodegenerative ed ischemia cerebrale. Tuttavia, al momento, nessun trattamento eziologico si è dimostrato utile a migliorare la progressione naturale della malattia. Tra i motivi principali di questo insuccesso, c'è la mancanza di una adeguata conoscenza delle cause che determinano la vulnerabilità neuronale selettiva che si osserva in queste malattie. Il presente progetto si inserisce in questo scenario scientifico. Utilizzando un approccio multidisciplinare, dall'elettrofisiologia alla biologia molecolare alle tecniche biochimiche, il nostro intento sarà quello di studiare i meccanismi cellulari e molecolari alla base del danno ischemico e neurodegenerativo. A questo scopo verranno usati modelli animali di malattie neurodegenerative (animali transgenici). Verranno inoltre impiegati modelli sperimentali di ischemia cerebrale, come l'occlusione sia permanente che transitoria dell'arteria cerebrale media (pMCAO, tMCAO), e modelli in vitro di danno ischemico, come la deprivazione combinata di ossigeno e glucosio in fettine e colture neuronali. Una volta chiarite nuove fasi del processo che porta alla morte neuronale potranno essere utilizzati mezzi farmacologici capaci di interferire con esse allo scopo di identificare dei target per interventi terapeutici. Osservazioni sperimentali suggeriscono che l'attivazione dello scambiatore sodio-calcio >>>

Risultati parziali attesi

Entrambe le fasi del progetto saranno caratterizzate da un'intensa collaborazione tra le Unità Operative.
-Unità di Napoli, in collaborazione con l'Unità di Brescia: i meccanismi di trascrizione nella regolazione dell'espressione di NCX1 and NCX3 saranno caratterizzati in neuroni esposti a deprivazione energetica.
-Unità di Brescia in collaborazione con l'Unità di Roma: il ruolo neuroprotettivo del fattore di trascrizione NF-kB cRel nella deprivazione di ossigeno e glucosio sarà valutato; si valuterà la epsressione di LTP post-ischemica in topi knockout cRel. Dal momento ch recenti dati suggeriscono che p65 è responsabile di morte neuronale da glutammato, verranno generati topi in cui p65 sia "silenziato".
-Unità di Roma, in collaborazione con Unità di Milano: caraterizzazione del ruolo delle subunità Nr2B del recettore NMDA nella LTP post-ischemica ed eventuali cambiamenti della espressione delle subunità dopo insulto ischemico.
- Nella prima fase i risultati attesi dall'Unità di Calabria saranno la caratterizzazione del time-course della espressione di caspasi 1 ed 8 nella traslocazione del citocromo C dal mitocondrio in corso di ischemia.
- Unità di Firenze: caratterizzare il ruolo di PARP-1, PARP-2 e PARG in un modello di ischemia focale utilizzando agenti farmacologici selettivi e topi Knockout.
-L'Unità di Genova caratterizzerà i meccanismi base del rilascio di glutammato stimolo- e recettore-evocato in sinaptosomi e gliosomi >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Le patologie neurodegenerative rappresentano una delle maggiori sfide della medicina moderna. Il morbo di Parkinson e di Alzheimer, la Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) e la corea di Huntington provocano gravi invalidità ed elevati costi sociali. Fino ad oggi nessun trattamento diretto contro le cause delle patologie si è dimostrato utile a contrastare la naturale progressione di queste malattie. L'ischemia cerebrale è la terza causa di morte nei Paesi occidentali con una incidenza di 250-400/100,000 ed una mortalità che supera il 30%. Negli Stati Uniti è stato stimato in oltre 3 milioni il numero di pazienti sopravvissuti ad un attacco ischemico cerebrale e l'ischemia cerebrale è la prima causa di invalidità grave ed è responsabile di circa la metà dei ricoveri ospedalieri per patologie neurologiche acute. Inoltre, molte sperimentazioni cliniche per la terapia dell'ischemia cerebrale non hanno avuto successo (vedi www.stroketrials.org). Uno dei principali motivi dei fallimenti è la mancanza di un'appropriata conoscenza delle cause alla base della vulnerabilità selettiva neuronale in queste patologie cerebrali. Malgrado lo sforzo compiuto per chiarire le basi della vulnerabilità neuronale, l'obiettivo di trattare efficacemente queste patologie non è stato finora raggiunto. I principali interessi scientifici di questo gruppo di ricerca, precedentemente coordinato dal Prof. Moroni (Università di Firenze) sono stati lo studio dei meccanismi cellulari e molecolari alla base >>>