Nuovo meccanismo molecolare per le malattie neurodegenerative da poliglutammina

 

 

DIANE RICHMOND

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno VIII - 2 ottobre 2010.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). La sezione “note e notizie” presenta settimanalmente note di recensione di lavori neuroscientifici selezionati dallo staff dei recensori fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento rientra negli oggetti di studio dei soci afferenti alla Commissione Scientifica, e notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società Nazionale di Neuroscienze.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

La malattia di Kennedy o atrofia muscolare spinobulbare (SBMA, da spinobulbar muscular atrophy) è una malattia neurodegenerativa causata dall’espansione del tratto poliglutamminico nel recettore degli androgeni (AR). E’ una tipica malattia da espansione di triplette, i cui meccanismi di patogenesi molecolare sono ancora ignoti. Natalia Nedelsky e collaboratori afferenti alla University of Pennsylvania School of Medicine, Philadelphia, al St. Jude Children’s Research Hospital, Memphis, all’Italian Institute of Technology, Genova, e al NINDS dell’NIH di Bethesda, hanno accertato, in un modello sperimentale della SBMA, un processo che potrebbe operare in tutte le forme neurodegenerative dovute all’eccessiva estensione dei tratti di DNA in cui è ripetuta la tripletta CAG (Nedelsky N. B., et al. Native Functions of the Androgen Receptor Are Essential to Pathogenesis in a Drosophila model of Spinobulbar Muscular Atrophy. Neuron 67 (6), 936-952, 2010).

Le malattie neurodegenerative da ripetizione di triplette di nucleotidi del DNA, sono caratterizzate dalla successione di numerose copie di 3 coppie di basi in regioni codificanti e non codificanti dell’acido nucleico, con la possibilità di dar luogo a numerosi fenotipi diversi la cui eredità può essere autosomica dominante, recessiva o legata al cromosoma X. La tripletta ripetuta è sempre CAG e la patologia degenerativa è conseguenza di lunghi tratti di sequenze “poli-CAG” tradotti nelle proteine in successioni poliglutamminiche (poliQ) che determinano un incremento funzionale patologico. Le triplette nucleotidiche sono intrinsecamente instabili e tendono ad accrescersi (espansione) attraverso le generazioni, specialmente nella trasmissione paterna, con la probabile conseguenza della progressiva riduzione dell’età di insorgenza della patologia neurodegenerativa (anticipazione). La malattia si sviluppa tipicamente quando il numero di glutammine della proteina alterata supera le 35-36.

Qui di seguito ricordiamo le principali malattie neurodegenerative da poliglutammina[1]: malattia di Huntington, atrofia dentato-rubro-pallido-luysiana (sindrome di Haw River), atrofia muscolare spinobulbare (malattia di Kennedy), atassia spino cerebellare tipo 1, e le forme di atassia spinocerebellare tipo a, dal tipo 2 al 7.

Nella SBMA, la mutazione conferisce ad AR la proprietà di generare gli effetti tossici alla base del danno mediante meccanismi che sono ancora ignoti. E’ stato accertato che la tossicità dei mutanti AR richiede il legame del ligando, ossia degli ormoni androgeni, per cui si ritiene che i processi di patogenesi del danno possano essere avviati da modificazioni di AR indotte dall’interazione ormone-recettore. Appare, dunque, di cruciale importanza stabilire se i processi patogenetici sono innescati dalla funzione nativa di AR o da un’alterazione funzionale indotta dall’espansione di triplette CAG. A tale scopo i ricercatori hanno esaminato sistematicamente, in un modello artificiale di SBMA ottenuto in Drosophila melanogaster, gli eventi a valle dell’attivazione dipendente dal ligando del recettore AR.

Gli esperimenti hanno evidenziato che la traslocazione nucleare è necessaria ma non sufficiente per la tossicità, e che il legame al DNA da parte di AR è assolutamente necessario per la tossicità.

Studi di mutagenesi hanno dimostrato che per la tossicità è essenziale un dominio AF-2 funzionante. Tale risultato trova supporto nell’esito di un genetic screen che ha evidenziato gli interattori di AF-2 come modificatori dominanti dei processi degenerativi.

Le funzioni fisiologiche di AR sono dunque essenziali per la patogenesi della SBMA artificiale in Drosophila.

Per i dettagli dell’interessante studio condotto da Nedelsky e collaboratori si rimanda alla lettura del lavoro originale, qui ricapitoliamo in estrema sintesi quanto emerso dagli esperimenti: 1) la traslocazione nucleare di AR mutato (mAR) è insufficiente per avviare la neurodegenerazione; 2) il legame al DNA di mAR è necessario perché la degenerazione abbia inizio; 3) i co-regolatori di AR sono modificatori genetici della neurodegenerazione correlata a mAR; 4) è essenziale un dominio AF-2 funzionante perché mAR dia avvio alla neurodegenerazione.

La patogenesi della SBMA sembra mediata dall’inappropriato impiego della funzione fisiologica originaria della proteina, un meccanismo che potrebbe agire in tutte le malattie da poliglutammina.

 

L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle interessanti note di recensione di lavori argomento connesso che compaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” di questo sito.

 

Diane Richmond

BM&L- 2 ottobre 2010

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

 

 

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[1] Si è seguito l’elenco di Sangram Sisodia, per dettagli ed aggiornamenti si rimanda alle più recenti reviews.