Recettori purinergici e neuroprotezione – Università degli Studi di Milano

Recettori purinergici e neuroprotezione: nuove prospettive dalla ricerca

I ruoli biologici di nucleosidi come l’adenosina e di nucleotidi come ATP, ADP, UTP e UDP sono mediati da due grandi famiglie recettoriali: i recettori P1 e i recettori P2.

Questi ultimi si dividono in recettori-canale P2X e recettori metabotropi P2Y, entrambi comprendenti numerosi sottotipi con funzioni distinte. Negli ultimi anni è cresciuto l’interesse verso il ruolo dei recettori P2 nel danno ischemico e nei processi neurodegenerativi, una delle principali cause di mortalità e invalidità nel mondo occidentale.

Il precedente programma “Recettori Purinergici e Neuroprotezione” ha dimostrato che l’attivazione dei recettori P2 da parte dell’ATP è citotossica per i neuroni e induce una marcata astrogliosi infiammatoria.

Inoltre, nel modello in vivo di ischemia focale, l’antagonista P2 non selettivo Basilen Blu riduce in modo significativo sia il danno cerebrale sia il deficit neurologico, suggerendo che la modulazione farmacologica della purinergia durante l’evento ischemico possa costituire una strategia neuroprotettiva concreta.

Quali recettori P2 sono davvero coinvolti?

Per trasformare queste osservazioni in approcci terapeutici è essenziale identificare quali sottotipi recettoriali contribuiscano in modo diretto alla morte cellulare. Ad oggi sono noti 7 recettori ionotropici P2X e 9 recettori accoppiati a G-proteina P2Y, ma la mancanza di ligandi altamente selettivi e la possibilità che questi recettori formino eteromeri rende difficile decifrarne il ruolo specifico. Tale eteromerizzazione può influenzare traffico di membrana, desensibilizzazione e risposta funzionale, creando un livello aggiuntivo di complessità.

Tra i sottotipi più studiati spicca il P2X7, noto come “sensore del danno”. Alte concentrazioni di ATP, tipiche dei processi ischemici e traumatici, possono mantenerlo attivo per tempi prolungati, favorendo l’apertura di un poro citotossico, la liberazione di citochine infiammatorie come IL-1β e l’attivazione della microglia. In parallelo, alcuni recettori P2Y partecipano alla modulazione del calcio intracellulare e potrebbero amplificare la cascata di eventi che porta alla morte neuronale.

Nuovi strumenti: ligandi, modellistica e microscopia

Il programma di ricerca attuale punta a sviluppare e testare nuovi ligandi selettivi, indispensabili per distinguere i contributi dei vari sottotipi. Tra gli obiettivi ci sono la sintesi di nucleotidi N6-sostituiti come possibili agonisti/antagonisti P2Y, la selezione di molecole derivate da suramina per i recettori P2X e la produzione di ligandi fluorescenti utilizzabili in microscopia confocale per seguire distribuzione e traffico intracellulare.

La modellistica molecolare combinata con studi di espressione in neuroni, astrociti e sinaptosomi permetterà di mappare la localizzazione dei recettori, in particolare nei lipid rafts, microdomini di membrana che regolano la segnalazione cellulare. Uno degli aspetti più innovativi riguarda lo studio dell’associazione tra recettori P2 e proteine SNARE, fondamentali per l’esocitosi e la comunicazione sinaptica.

Dalla biochimica alla neuroprotezione

L’obiettivo finale del progetto è comprendere come la purinergia possa essere manipolata per ridurre il danno neuronale in condizioni ischemiche acute, ma anche in