La Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) è una grave malattia neurodegenerativa, ad eziologia ignota, caratterizzata dalla perdita progressiva dei motoneuroni responsabili della contrazione dei muscoli volontari. La maggior parte dei dati relativi alla patogenesi della SLA deriva da studi su topi transgenici che esprimono una forma mutata dell’enzima superossido dismutasi 1 (SOD1). Tali studi hanno evidenziato la presenza di alterazioni a carico sia dei neuroni che della glia nel midollo spinale e una differente progressione della patologia in diverse linee di topi transgenici per SOD1.
Scopo specifico del presente progetto è di caratterizzare, in sezioni di midollo spinale di modelli murini di SLA:
1) le alterazioni a carico di organuli citoplasmatici quali i mitocondri (importanti per consentire un corretto apporto energetico alle cellule e capaci di liberare fattori pro-apoptotici potenzialmente dannosi) e i lisosomi (deputati alla degradazione di materiale da eliminare, di origine esogena o endogena, e implicati nell’anomalo accumulo intracellulare di proteine);
2) le modificazioni dell’espressione di: a) specifiche molecole, citoplasmatiche e di membrana, che sono selettivamente espresse da cellule gliali (astrociti e microglia) e potenzialmente coinvolte in processi neurodegenerativi; b) molecole della matrice extracellulare che formano reti perineuronali implicate nella regolazione della composizione ionica del microambiente pericellulare in relazione all’attività elettrica neuronale.
A tal fine verranno utilizzate tecniche citochimiche e immunocitochimiche in microscopia ottica, confocale ed elettronica, impiegando opportuni marcatori per a) visualizzare gli organuli e le molecole in esame, b) identificare i diversi tipi cellulari (neuroni, astrociti e microglia) presenti nel midollo spinale, c) correlare le modificazioni con marcatori di neurodegenerazione, quali accumulo di SOD1 umana mutata e di proteine ubiquitinate.
Le reazioni verranno condotte su sezioni di midollo spinale di diverse linee di topi transgenici quali: a) topi SOD1G93A ad alta e bassa espressione di SOD1 umana incrociati con topi C57BL/6J o con topi 129S2/Sv; b) topi doppi transgenici GFP-SOD1G93A, ottenuti incrociando topi SOD1G93A con topi che esprimono il reporter UbG76V-GFP che permette di evidenziare a livello cellulare alterazioni della degradazione proteica. I topi verranno esaminati a diversi tempi di progressione della malattia, a partire da stadi presintomatici, fino allo stadio finale di paralisi. Come controlli verranno usati topi transgenici che esprimono SOD1 umana wild type, topi UbG76V-GFP e topi non-transgenici. Verranno usati almeno sei animali per gruppo, per età e per procedura.
Dalla ricerca proposta si prevede di ricavare dati di rilevante interesse per ampliare le attuali conoscenze sui meccanismi degenerativi e sulle alterazioni neuronali e gliali che portano alla morte selettiva dei motoneuroni nella SLA.