Molecular Mechanisms Involved In Krabbe's Disease
La leucodistrofia di Krabbe o a cellule globoidi è un disturbo autosomico recessivo a carico del gene codificante per galactosilcerebrosidase (GALC). GALC è coinvolto nel catabolismo di due lipidi molto prodotti nel processo di formazione della guaina mielinica: galactosilceramide e psicosina. A differenza delle classiche lipidosi, galactosilceramide non si accumula nel cervello di pazienti, mentre ciò non accade per la psicosina, che determina la scomparsa degli oligodendrociti cui fa seguito una severa demielinizzazione e neurodegenerazione invalidante. Questo studio è stato rivolto all approfondimento di alcuni meccanismi molecolari tramite i quali la psicosina determina l induzione dell apoptosi in precursori di oligodendrociti e in fibroblasti con e senza mutazione a carico del gene GALC. Poiché, fino ad oggi, non sono mai state condotte ricerche mirate a valutare l espressione e la localizzazione di proteine che svolgono ruoli essenziali nell omeostasi e nella comunicazione cellulare mediata dalle gap-junctions di membrana in precursori di oligodendrociti privi o dotati della deficienza di GALC, l eventuale coinvolgimento della Connessina43 è stato considerato. I meccanismi che interferiscono nel processo di maturazione degli oligodendrociti e la possibilità di impiegare cellule mesenchimali staminali ottenute da tessuto adiposo in malattie neurodegenerative sono state, inoltre, esaminati. I risultati hanno dimostrato che la psicosina esogena determina effetti differenti sui modelli utilizzati che dipendono dalla diversa sensibilità delle singole tipologie di cellule alle varie concentrazioni di lipide usato. La psicosina ha influenzato primariamente la proliferazione e la crescita cellulare, determinando l attivazione di un programma apoptotico mediando l'attivazione della caspase-3 e alterando i livelli di PTEN e PI3K, coinvolti nella crescita e sopravvivenza cellulare. In parallelo, la presenza della psicosina ha determinato nei modelli cellulari impiegati la proteolisi della procaspase-3, l aumento di espressione di Bad e di p53 e l attenuazione dell attivazione di NF-kB. Gli effetti più severi sono stati registrati nei precursori degli oligodendrociti piuttosto che nei fibroblasti. La presente ricerca ha dimostrato, per la prima volta, che i precursori di oligodendrociti esprimono Connessina43, normalmente espressa negli astrociti, ma non negli oligodendrociti maturi. Inoltre, gli alti livelli intracitoplasmatici di Connessina43 giustificano le differenze dose-dipendenti del danno indotto dalla psicosina e il mancato sviluppo del fenotipo maturo dei precursori di oligodendrociti. Da quest ultima considerazione è nata la curiosità di indagare sulla probabilità di rimpiazzare gli oligodendrociti non maturati con cellule mesenchimali staminali ottenute da tessuto adiposo (AT-MSCs). Gli studi in vitro, descritti in questo lavoro, hanno dimostrano che le AT-MSCs possono essere indirizzate dal milieu extracellulare verso un fenotipo neurale e, nello specifico, oligodendrocitario. Benché i risultati evidenzino che le AT-MSCs possano fornire un potenziale materiale per la cell replacement therapy , nuovi esperimenti sono necessari per confermare questa ipotesi. In conclusione, i risultati presentati in questa tesi offrono un meccanismo molecolare nuovo e inesplorato per comprendere gli aspetti patognomonici della leucodistrofia di Krabbe. Inoltre, suggeriscono per la prima volta un potenziale coinvolgimento della Connessina43 nella mancata maturazione degli oligodendrociti e nella tossicità indotta dalla psicosina e forniscono i preliminari per una cell replacement theraphy applicata a patologie neurodegenerative.
apoptosis, cell culture, connexin, leukodistrophy, oligodendrocytes, psychosine
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