Neurodegenerazione infantile per perdita di tubulina deglutamilasi CCP1

 

 

DIANE RICHMOND

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XV – 24 novembre 2018.

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]

 

Un set di glutamilasi e deglutamilasi controlla i livelli di poliglutamilazione di tubulina, un’importante modificazione post-traduzione dei microtubuli neuronici. Una poliglutamilazione difettosa è stata associata per la prima volta alla neurodegenerazione nella degenerazione delle cellule di Purkinje del topo che manca di deglutamilasi CCP1. In tale caso, si sviluppa una massiccia atrofia cerebellare e nei neuroni degeneranti si accumula tubulina glutamilata in modo anomalo.

Uno studio, che ha visto la collaborazione di oltre quaranta istituti di ricerca, ha identificato rare varianti bialleliche e varianti danneggianti nel gene codificante CCP1, in 13 individui con neurodegenerazione ad esordio infantile, e ha confermato l’assenza di CCP1 funzionante (Shashi V., et al. Loss of tubulin deglutamylase CCP1 causes infantile-onset neurodegeneration. EMBO Journal – Epub ahead of print pii: e100540 doi: 10.15252/embj.2018100540, Nov. 12, 2018).

Degli oltre quaranta istituti di provenienza dei numerosissimi autori si citano i seguenti: Division of Medical Genetics, Department of Pediatrics, Duke University Medical Center, Durham NC (USA); Institut Curie, CNRS, PSL Research University, Orsay (Francia); IRCCS Institute Giannina Gaslini, Genova (Italia); Department of Neurology, Developmental Neurobiology, Würzburg University Hospital, Würzburg (Germania); Division of Human Genetics, Medical University Innsbruck, Innsbruck (Austria); Department of Neuroscience and Department of Clinical Neuroscience, Karolinska Institutet, Stockholm (Svezia); Department of Molecular and Human Genetics, Baylor College of Medicine, Houston, Texas (USA); Texas Children’s Hospital Houston, Texas (USA); Department of Pediatrics, University of Cincinnati College of Medicine, Cincinnati, OH (USA).

Si ricorda l’importanza della tubulina per struttura e funzione del sistema nervoso centrale. Mutazioni eterozigoti missense in geni per differenti isotipi di tubulina, quali TUBA1, TUBB2B e TUBB3, così come mutazioni omozigoti (splice-site) in TUBA8, sono state associate ad un ampio spettro di malattie neurologiche. Basandosi sui meccanismi studiati nei pazienti e nei modelli animali, queste mutazioni possono essere divise in due categorie:

1)      la prima categoria comporta lissencefalia (mancato sviluppo delle circonvoluzioni corticali) e polimicrogiria (iposviluppo dei giri da ipoplasia corticale), come nel caso di TUBA1, TUBA8, TUBB2B e un sottoinsieme di mutazioni di TUBB3, dovute principalmente a deficit della migrazione delle cellule nervose nell’embriogenesi della corteccia cerebrale.

2)      La seconda categoria presenta mis-innervazione/dis-innervazione in alcuni nervi (ad esempio, nel rimanente subset di mutazioni di TUBB3) dovute principalmente ad aberrazioni nella guida e nel mantenimento degli assoni, in corso di sviluppo.

In entrambe le categorie si possono rilevare altri segni e sintomi neurologici, che vanno da lievi difetti motori a gravi deficit intellettivi. I potenziali meccanismi molecolari includono perturbazioni nella formazione degli eterodimeri microtubulari e della polimerizzazione dei microtubuli; alterate interazioni fra MAP o motoproteine (kinesina e dineina) e microtubuli; alterazioni del trasporto assonico e variazioni nelle proprietà dinamiche intrinseche dei microtubuli.

Shashi e colleghi hanno condotto uno studio genetico su 13 pazienti con neurodegenerazione sviluppata in età infantile ed hanno trovato rare varianti bialleliche in grado di causare danno neuronico. Negli affetti da neurodegenerazione è stata verificata e confermata l’assenza di una CCP1 funzionante, insieme con un’evidente alterazione della poliglutamilazione della tubulina.

La malattia nella sua espressione clinica, oltre ad interessare il cervelletto, con un processo degenerativo molto accentuato, interessa i neuroni motori del midollo spinale e anche la struttura dei nervi periferici.

Un’altra parte della ricerca, condotta su topi affetti da degenerazione delle cellule di Purkinje, ha consentito ai ricercatori di rilevare per la prima volta la degenerazione di neuroni motori del midollo spinale e dei nervi periferici. Questa scoperta dimostra l’identità degli elementi patologici chiave della malattia sperimentale del topo con quelli del disturbo neurodegenerativo umano.

L’insieme dei risultati emersi dallo studio lega la neurodegenerazione umana alla poliglutamilazione della tubulina, indicando questa modificazione post-traduzione quale obiettivo potenziale per lo sviluppo di farmaci in grado di ostacolare il processo patologico.

 

L’autrice 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”).

 

Diane Richmond

BM&L-24 novembre 2018

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

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