Targeting lipids in CLN8-associated NCL diseases: structural and functional interaction of CLN8 with vesicle-associated membrane protein-associated protein A (VAPA), and genotype-phenotype correlations

Le lipofuscinosi ceroidee neuronali (NCL) sono un gruppo di malattie neurodegenerative, principalmente dell'infanzia, di tipo autosomico-recessivo e associate a geni e variabili cliniche differenti. Generalmente i sintomi comprendono un progressivo deterioramento mentale e motorio, epilessia, atassia, in alcuni casi anche perdita della visione. I meccanismi patogenetici delle NCL non si conoscono poiché non esiste un esatto inquadramento delle funzioni dei singoli geni implicati. Ciò costituisce un grosso limite in ordine alle possibilità terapeutiche. In uno studio recente abbiamo scoperto che la proteina codificata dal gene CLN8, i cui difetti genetici si associano a due diverse forme di queste patologie, interagisce con la proteina VAPA, la quale svolge un ruolo determinate nelle funzioni delle cellule nervose regolando il metabolismo degli sfingolipidi. Nel presente progetto intendiamo approfondire l'analisi dell'interazione CLN8 e VAPA per (i) definire un possibile ruolo del CLN8 negli sfingolipidi e (ii) verificare se modificazioni del legame tra le due proteine con conseguente alterazione del metabolismo lipidico possano essere determinanti nell'insorgenza della malattia NCL associata a difetti CLN8. Nell'ambito del progetto verranno utilizzate tecnologie altamente innovative di ingegneria genetica per analisi su larga scala di perdita di funzionalità del gene e sonde specifiche costruite ad hoc per indurre la sintesi delle due proteine CLN8 e VAPA nella stessa cellula; mentre tecniche di sfingolipidomica consentiranno indagini analitiche degli sfingolipidi. Lo studio verrà esteso anche su cellule di fibroblasti di pazienti con difetti CLN8, ottenute dalla collaborazione con istituzioni in Italia, Finlandia e Germania. L'obiettivo finale sarà quindi l'acquisizione di conoscenza sulla funzione della proteina CLN8 e pertanto di comprensione dei meccanismi patogenetici associati alla malattia. Dal momento che le diverse forme cliniche CLN8 (variabili fenotipo) si identificano con differenti difetti genetici del CLN8 (variabili genotipo), le indagini sui fibroblasti di pazienti potranno mettere in evidenza distinti meccanismi patogenetici tra le forme. In una prospettiva futura, i risultati di questi studi potranno costituire le basi per la ricerca di target più selettivi alla diagnosi e più mirati alla terapia.