Proteinopatia della SLA trovata nella malattia di Parkinson

 

 

GIOVANNI ROSSI

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XV – 27 maggio 2017.

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

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

Anche se la ricerca non è ancora venuta a capo dell’eziopatogenesi delle principali malattie neurodegenerative che affliggono il genere umano, alcuni punti fermi nella patologia sono stati segnati da tempo, e costituiscono una caratterizzazione imprescindibile nell’orientamento scientifico e nella trasmissione didattica. Si pensi alle alterazioni dei peptidi amiloidi e della tau nell’Alzheimer, alla degenerazione dopaminergica nigro-striatale e alla sinucleinopatia del Parkinson, ai depositi neurotossici di SOD1 nella forma familiare SOD1-dipendente della sclerosi laterale amiotrofica (SOD1). Acquisizioni importanti nel campo della patogenesi, dalle quali ci si aspettava di poter giungere a conoscenze più complete sui meccanismi del danno e poter risalire alle cause.

Il grande sviluppo che ha avuto negli ultimi due decenni la ricerca genetica sulle malattie neurodegenerative riflette proprio questa speranza, ma i risultati hanno spesso complicato il quadro delle nozioni, inducendo a percorrere nuove vie di indagine senza aver dato una risposta semplice e diretta agli interrogativi iniziali. Gli elementi distintivi di patologia cellulare e molecolare avevano fatto sperare nella possibilità di definire la completa catena di eventi che da un primum movens portasse alle lesioni specifiche di una precisa entità nosografica; è accaduto, invece, che una parte considerevole di dati e nozioni abbia alimentato dubbi sul valore degli stessi criteri di classificazione. Le principali categorie di malattie neurodegenerative potrebbero rappresentare dei contenitori all’interno di ciascuno dei quali sono inclusi processi patologici diversi per origine, ma accomunati da elementi caratterizzanti comuni, quali meccanismi patogenetici e manifestazioni cliniche. Il nostro presidente, da sempre fautore di questa tesi, proposta anche nel suo saggio sulla malattia di Alzheimer presentato su questo sito nel 2003, suggerisce lo sviluppo di nuovi criteri per l’organizzazione di questa materia nell’ambito della patologia.

In numerosi processi neurodegenerativi, la perdita di neuroni è stata associata all’aggregazione anomala di proteine e allo stress ossidativo. Dati emergenti dalla ricerca mostrano lo stesso tipo di proteinopatia in malattie neurodegenerative diverse e nosograficamente distinte, suggerendo che trattamenti volti alla modifica del processo patologico e diretti verso tali alterazioni, potrebbero risultare efficaci in varie malattie neurodegenerative.

Lavorando in questa prospettiva, Trist e colleghi hanno rilevato e descritto una proteinopatia simile a quella della sclerosi laterale amiotrofica familiare (SLA familiare o fALS) associata a SOD1, in un cervello affetto da malattia di Parkinson.

(Trist B. G., et al. Amyotrophic lateral sclerosis-like superoxide dismutase 1 proteinopathy is associated with neuronal loss in Parkinson’s disease brain. Acta Neuropathologica  - Epub ahead of print  doi: 10.1007/s00401-017-1726-6, May 19, 2017).

Dei quindici istituti di riferimento degli autori si citano i seguenti: Neuroscience Research Australia, Sydney, NSW (Australia); Discipline of Biomedical Science and Brain and Mind Centre, Sydney Medical School, The University of Sydney, Sydney (Australia); University of Bordeaux, CENBG, UMR 5797, Gradignan (Francia); Healthy Brain Ageing Program, University of Sydney, Sydney (Australia); Royal Prince Alfred Hospital, Camperdown, NSW (Australia); The Florey Institute of Neuroscience and Mental Health, The University of Melbourne, Parkville (Australia).

Ricordiamo che nella malattia di Parkinson, descritta fra le sinucleinopatie con altre malattie in cui sono presenti gli inclusi cellulari detti corpi di Lewy e costituiti da sinucleina, fin dall’identificazione nel 1997 della mutazione A53T in SNCA quale causa di forme familiari della malattia, la proteina patologica più studiata è l’α-sinucleina. SOD1, invece, è una proteina distintiva della patologia nella sclerosi laterale amiotrofica:

“Si stima che all’incirca il 15-20% dei pazienti con forme ereditarie di tipo autosomico dominante, ossia circa il 2% di tutti i casi di SLA, presentano mutazioni nel gene situato sul cromosoma 21 che codifica l’enzima citosolico rame/zinco superossido dismutasi 1 o Cu/Zn SOD1 o semplicemente SOD1, un polipeptide di 153 aminoacidi che, come omodimero, catalizza la conversione di O2- in O2 e H2O2. La malattia con questa eziologia è denominata sclerosi laterale amiotrofica 1. Sono state descritte più di 100 mutazioni di SOD1 in grado di causare forme autosomico-dominanti; l’unica eccezione nota è l’omozigosi D90A SOD1, che è ereditata come recessiva.

Varie mutazioni, sparse lungo la struttura molecolare e non concentrate in prossimità del sito attivo o dell’interfaccia del dimero, conferiscono a questa metalloproteasi una o più funzioni tossiche che compromettono l’integrità dei neuroni motori causando lo sviluppo della degenerazione all’origine di forme familiari della SLA1”[1].

Nei campioni provenienti dal cervello parkinsoniano, Trist e colleghi hanno riconosciuto e descritto una proteinopatia distinta dalla classica sinucleinopatia e prevalentemente costituita dall’enzima antiossidante superossido dismutasi-1 (SOD-1). L’osservazione sperimentale ha consentito di rilevare che l’espressione più significativa di questa alterazione patologica rifletteva abbastanza fedelmente il pattern regionale di perdita dei neuroni. La composizione proteica e la macrostruttura non-amiloide di questi nuovi aggregati, strettamente riproduceva quelle dei depositi neurotossici di SOD1 nelle forme SOD1-associate di sclerosi laterale amiotrofica familiare. Coerentemente con l’ipotesi che i depositi di aggregati di proteine nei processi neurodegenerativi riflettono una disfunzione a monte dei processi biochimici responsabili dell’aggregazione, Tris e colleghi hanno dimostrato che SOD-1 nel cervello alterato dalla malattia di Parkinson mostra evidenze di alterata configurazione (misfolding) e deficit del metallo, simili a quelle descritte per i mutanti di SOD1 nelle forme di sclerosi laterale amiotrofica familiare (SLA familiare) associate a tali mutanti.

L’insieme dei dati emersi in questo studio suggerisce la presenza di meccanismi comuni di aggregazione tossica di SOD1 nella malattia di Parkinson e nelle forme familiari di SLA, e indica un ruolo potenziale della disfunzione di SOD1 nella perdita di neuroni nell’encefalo dei pazienti affetti dalla malattia di Parkinson. Questa proteinopatia ristretta e condivisa evidenzia la potenziale traduzione di approcci terapeutici mirati alla tossicità di SOD1 - già in fase di sperimentazione clinica per la SLA - in trattamenti modificanti la patologia per la malattia di Parkinson.

 

L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

Giovanni Rossi

BM&L-27 maggio 2017

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

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[1] Note e Notizie 30-10-10 Nella sclerosi laterale amiotrofica (SLA) SOD1 normale e mutante condividono conformazione aberrante e via patogenetica.