DAPK1 NEL DANNO
CEREBRALE DA ICTUS ISCHEMICO
Il principale fattore causale della morte dei neuroni nell’infarto cerebrale da ictus ischemico, si ritiene sia la tossicità da glutammato derivante da un’eccessiva attivazione dei recettori NMDA (N-metil-D-aspartato) extrasinaptici. Il blocco di questi recettori, per la loro azione fisiologica fondamentale in molte funzioni vitali, non può essere preso in considerazione come strategia terapeutica, per cui molti gruppi di ricerca esplorano altre possibilità, studiando in dettaglio i meccanismi molecolari che portano alla necrosi. Tu e collaboratori del Department of Neurology and Neuroscience Center, Louisiana State University Health Science Center School of Medicine, New Orleans, hanno individuato una proteina specifica della segnalazione che conduce alla morte cellulare, DAPK1 (death associated protein kinase), la quale interagisce con la subunità NR2B degli NMDA per indurre un flusso mortale di Ca2+ nella cellula. I ricercatori hanno verificato che il disaccoppiamento del peptide dalla subunità riduceva drasticamente il danno da ictus ischemico nel topo (Tu W., et al. DAPK1 interaction with NMDA receptor NR2B subunits mediates brain damage in stroke. Cell 140 (2), 222-234, 2010).
L’attivazione dei recettori NMDA richiede il legame sia del glutammato che della glicina, così come la depolarizzazione della membrana che consente il flusso del Ca2+ attraverso il poro. In condizioni fisiologiche il flusso di calcio inibisce parzialmente il recettore per prevenire il sovraccarico di Ca2+, ma non è ancora bene definito quanto tale feedback negativo sia disattivato nell’ictus.
Tu e i suoi colleghi hanno rilevato, in estratti corticali di topi sperimentalmente sottoposti all’induzione di ischemia cerebrale focale, che DAPK1 immunoprecipitava con i complessi recettoriali NMDA. Hanno poi accertato che DAPK1 si legava direttamente alle subunità NR2B degli NMDA e che un peptide sintetico, comprendente gli aminoacidi 1292-1304 di NR2B (NR2BCT) preveniva il legame NR2B-DAPK1, senza interessare l’associazione della proteina 95 della densità post-sinaptica o della Ca2+-calmodulina-dipendente proteinchinasi di tipo 2 con la subunità del recettore. Esperimenti in cui recettori NR1-NR2B ricombinanti e mutanti erano co-espressi con DAPK1, costitutivamente attiva in cellule HEK293, indicavano che l’attivazione di DAPK1 accresce la conduttanza dei canali NMDA mediante la fosforilazione della subunità NR2B in corrispondenza del residuo Ser 1303.
Nei topi mancanti del gene Dapk1 non è stata rilevata alcuna alterazione della composizione proteica delle sinapsi e della fisiologia degli NMDA, pertanto i ricercatori hanno deciso di verificare gli effetti della delezione sulla tossicità mediata da NMDA in due modelli murini di danno vascolare cerebrale.
Dopo l’ischemia globale transitoria da occlusione dell’arteria carotide per 20 minuti, nei topi di ceppo naturale era degenerata la maggior parte dei neuroni dell’ippocampo, del terzo strato della corteccia e dello striato. Nei topi Dapk1-/-, invece, il danno era molto limitato. In un modello di ischemia indotta mediante occlusione dell’arteria cerebrale media per 90 minuti, il volume dell’infarto nei topi knockout era notevolmente ridotto, e questo esito si rifletteva in un miglior punteggio alle prove neurologiche.
Per valutare le implicazioni terapeutiche di questi risultati, i ricercatori hanno studiato gli effetti, in un modello murino di ictus, di un peptide NR2BCT permeante la membrana, in grado di disaccoppiare DAPK1 attivata da NR2B: sebbene la chinasi fosse attivata, si è avuto il blocco dell’associazione con la subunità del recettore, quello della fosforilazione al residuo Ser 1303 della subunità e dell’afflusso di calcio in eccesso attraverso i pori dei recettori extrasinaptici del glutammato. La somministrazione del peptide, ad un’ora dal prodursi del danno ictale, ha ridotto il volume totale dell’infarto e migliorato così tanto le funzioni neurologiche da candidare la molecola alla sperimentazione terapeutica per l’ictus ischemico.
L’autrice della nota, ringraziando
la dottoressa Floriani per la correzione della bozza, invita i visitatori del
sito a scorrere l’elenco delle “NOTE E NOTIZIE” per leggere le numerose
recensioni, anche recenti, di lavori di argomento connesso (ictus e tossicità
da NMDA).
[Tipologia del testo: RECENSIONE]