RAPPORTO
FRA CRF E 5HT IN ANSIA E DEPRESSIONE DA STRESS
Sono stati compiuti notevoli progressi nella conoscenza della fisiopatologia dei sistemi che mediano le risposte allo stress, le reazioni ansiose e la depressione che deriva da stati di attivazione protratta di tali circuiti, ma per ciò che concerne la definizione dei meccanismi molecolari alla base di tali alterazioni funzionali siamo solo agli inizi. Il CRF (corticotropin releasing factor o hormon, CRH) e la serotonina o 5-idrossitriptamina (5-HT) sono stati implicati indipendentemente nella genesi di questi disturbi e sono intensamente studiati gli effetti dell’attivazione del recettore 1 del CRF (CRFR1) e di vari recettori della 5-HT. Non si avevano prove dell’interazione fra i due sistemi, ma Magalhaes e colleghi del J. Allyn Taylor Centre for Cell Biology, Molecular Brain Research Group, Robarts Research and the Department of Physiology & Pharmacology, The University of Western Ontario (Canada) hanno dimostrato che l’attivazione di CRFR1 accresce il reclutamento dei recettori 5-HT2A sulla superficie della membrana dei neuroni modulando la specifica segnalazione serotoninergica legata a questa frazione recettoriale (Magalhaes A. C., et al. CRF receptor 1 regulates anxiety behavior via sensitization of 5-HT2 receptor signaling. Nature Neuroscience 13, 622-629, 2010).
Ricordiamo che CRFR1 e 5-HT2[1] sono recettori accoppiati a proteine G; quando attivati, i 5-HT2 stimolano la segnalazione a cascata della fosfolipasi C, con idrolisi del fosfatidil-inositolo difosfato (PIP2) ed aumento del calcio intraneuronico.
I ricercatori canadesi hanno sottoposto a pretrattamento con CRF sezioni sottili di corteccia cerebrale di topo o colture cellulari esprimenti CRFR1 e 5-HT2A ed hanno rilevato che in entrambi i casi aumentava la formazione di inositolo-fosfato indotta da 5-HT.
L’inibizione delle proteinchinasi a valle dell’attivazione di entrambi i recettori non modificava l’effetto indotto dal CRF, indicando che questo effetto non poteva essere attribuito alle vie di segnalazione associate ai recettori. I ricercatori hanno perciò verificato se l’attivazione di CRFR1 direttamente influenza i recettori 5-HT2A.
Esperimenti di immunofluorescenza hanno dimostrato che questi recettori serotoninergici sono costitutivamente internalizzati, mentre CRFR1 viene internalizzato solo dopo il trattamento con CRF. Il blocco dell’internalizzazione dei recettori mediante l’espressione dominante/negativa di un inibitore dell’endocitosi, eliminava l’effetto del pretrattamento con CRF sulla segnalazione dipendente da 5-HT2A. Dunque, l’endocitosi di CRFR1 è necessaria per la sensibilizzazione indotta da CRF dei 5-HT2A nella risposta alla serotonina.
Studiando il ruolo del traffico dei recettori nell’interazione fra CRF e 5-HT, Magalhaes e i suoi colleghi hanno accertato che il pretrattamento con il fattore di rilascio della corticotropina aumentava l’espressione di superficie di 5-HT2A e, inibendo il riciclo dei recettori mediante trattamento delle cellule con monensina o bloccando gli endosomi a riciclo rapido[2], si aveva rispettivamente riduzione o abolizione dell’effetto del pretrattamento con CRF sulla segnalazione mediata da 5-HT2A.
Da questi risultati sperimentali si deduce che la sensibilizzazione dei recettori serotoninergici da parte del fattore di rilascio della corticotropina implica endocitosi e riciclo dei recettori, risultante in un aumento dell’espressione di 5-HT2A sulla superficie dei neuroni.
Il traffico dei recettori è regolato da proteine contenenti il dominio-PDZ e, sia CRFR1 che 5-HT2A, contengono motivi interagenti con questo dominio. I ricercatori hanno dimostrato che la delezione di tali motivi riduceva l’effetto del pretrattamento con CRF sull’espressione di superficie di 5-HT2A e sulla segnalazione dipendente da questi recettori.
Magalhaes e colleghi hanno poi studiato la rilevanza comportamentale di queste azioni molecolari, valutando le risposte di topi a prove standard comunemente adoperate in questi studi (open field e elevated plus-maze tests for anxiety). I roditori hanno ricevuto l’infusione intracorticale prefrontale di CRF, seguita dalla somministrazione intraperitoneale dell’agonista recettoriale serotoninergico DOI[3].
L’esito delle prove ha chiaramente mostrato che la somministrazione combinata di CRF e DOI accresceva il comportamento assimilato agli stati ansiosi, mentre la somministrazione del solo ormone o del solo agonista non produceva effetti rilevabili. Per verificare la necessità dell’interazione recettoriale, i ricercatori hanno effettuato un pretrattamento peritoneale dei roditori con un antagonista dei recettori 5-HT2A: in questo caso il CRF non riusciva più ad indurre il comportamento corrispondente allo stato ansioso.
Dunque il CRF sembra in grado di indurre stati di ansia, paura e inibizione, attraverso la sua azione sui recettori 5-HT2A.
Studi precedenti[4] avevano chiaramente dimostrato che il CRF può stimolare il rilascio di 5-HT; il lavoro di Magalhaes identifica una nuova modalità di interazione che i due sistemi molecolari adottano al fine di regolare i processi connessi con le reazioni ansiose e indica i recettori 5-HT2A come bersaglio per nuovi farmaci ansiolitici.
L’autrice
della nota ringrazia la dottoressa Ludovica Roversi Poggi per la collaborazione
e invita alla lettura delle recensioni dei lavori originali di argomento connesso
che compaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE”.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
[1] La famiglia dei recettori serotoninergici 5-HT2 comprende i sottotipi
5-HT2A, 5-HT2B e 5-HT2c, che presentano un
46-50% di omologia di sequenza. I membri della famiglia 5-HT2 sono
accoppiati attraverso la famiglia Gq/11
di proteine G alla cascata di segnalazione della fosfolipasi C che implica l’idrolisi del fosfatidil-inositolo
difosfato di membrana e accresce la concentrazione di Ca2+
intracellulare. E’ importante sottolineare che solo da pochi anni si dispone di
molecole in grado di distinguere fra i sottotipi di questa classe recettoriale
(fra l’altro, i recettori 5-HT2C erano erroneamente denominati 5-HT1C),
per questo molti correlati funzionali e clinici attribuiti nelle trattazioni
antecedenti il 2007 ai recettori 5-HT2A potrebbero appartenere in
tutto o in parte ai sottotipi 2C o 2B. Per ulteriori dettagli sui recettori
della serotonina si veda G. Perrella, Appunti
di Neurochimica, BM&L, Firenze 2010.
[2] Mediante l’espressione di una forma dominante negativa di
RAB4.
[3] 1-(2,5-dimetossi-4-iodofenil)-2-aminopropano.
[4] si veda nell’elenco delle nostre “Note e Notizie”.