TARGETING NEUROINFLAMMATION TO RELIEVE FABRY DISEASE NEUROPATHIC PAIN:EFFICACY OF PROKINETICIN SYSTEM ANTAGONISM AND MICROGLIAL INHIBITION

La malattia di Fabry (Fabry Disease, FD) è un disordine genetico da accumulo lisosomiale causato da una deficienza parziale o totale dell’enzima α-galattosidasi A (α-Gal A), codificato dal gene GLA localizzato sul cromosoma X (Xq22). Questo deficit enzimatico porta all’accumulo di globotriaosylceramide (Gb3) e dei suoi metaboliti in diverse tipologie cellulari, incluse quelle del sistema nervoso, con conseguente comparsa di dolore neuropatico. Questo sintomo insorge tipicamente nell’infanzia, varia significativamente tra individui e persiste per tutta la vita, influenzando il benessere sia fisico che psicologico. Le terapie farmacologiche attualmente disponibili per la malattia di Fabry risultano in gran parte inefficaci nel controllo del dolore, rendendo spesso necessario l’utilizzo di analgesici come FANS, oppiacei e antiepilettici, farmaci associati a rilevanti effetti collaterali nel lungo termine. Pertanto, esiste un forte bisogno di terapie innovative che allevino efficacemente il dolore con minori effetti avversi. Sebbene il ruolo della neuroinfiammazione nella genesi e nel mantenimento del dolore neuropatico cronico sia ormai riconosciuto, la ricerca sul dolore nella FD ha finora riservato scarsa attenzione a questo aspetto. Anche in questa malattia, infatti, il dolore potrebbe essere attribuibile non solo ai neuroni, ma coinvolgere anche cellule non neuronali come cellule gliali e immunitarie, nonché i mediatori infiammatori da esse rilasciati. Una famiglia di chemochine recentemente identificata, il sistema delle prochineticine (Prokineticin System, PKS), è nota per il suo coinvolgimento nel dolore e nella neuroinfiammazione. Questo sistema comprende i ligandi PK1 e PK2 e i relativi recettori PKR1 e PKR2, localizzati in aree chiave del sistema nervoso e immunitario implicate nella trasmissione del dolore. Studi, inclusi quelli condotti dal nostro gruppo, hanno dimostrato che il PKS è sovra-regolato durante processi infiammatori e favorisce la sensibilizzazione delle fibre nervose periferiche e il mantenimento del dolore. Antagonisti di questo sistema, come PC1, hanno mostrato promettenti effetti analgesici riducendo i processi neuroinfiammatori sia centrali che periferici. Questo studio mira a indagare il ruolo delle cellule non neuronali nel dolore cronico associato alla FD e a valutare gli effetti terapeutici di PC1 (un antagonista del PKS) e della minociclina (un inibitore della microglia). Ulteriori obiettivi includono il monitoraggio dello sviluppo e della persistenza del dolore nel tempo e l’analisi del possibile legame con la neuroinfiammazione e disturbi dell’umore, come ansia e depressione. Per la ricerca è stato utilizzato un modello murino Gla knockout (Gla -/-) con topi in uno stadio precoce (10 settimane) o avanzato (25 settimane) della malattia. L’obiettivo è stato la validazione del controllo della neuroinfiammazione e del dolore tramite minociclina o PC1 come possibili nuovi approcci terapeutici. Per valutare le alterazioni della sensibilità abbiamo indagato la presenza di allodinia meccanica, iperalgesia termica, dolore viscerale e sensibilità al freddo. Le alterazioni del tono dell’umore sono state invece esaminate tramite test comportamentali adeguati allo studio dell’ansia e della depressione. I topi con FD hanno mostrato persistente allodinia meccanica e iperalgesia termica; precoce, ma effimero dolore addominale e tardiva sensibilità al freddo. Non sono stati riscontrati disturbi dell’umore significativi in nessuna fase della malattia. Gli animali sono stati trattati per 14 giorni con minociclina (10 mg/kg/die, intraperitoneale) o PC1 (150 μg/kg, due volte al giorno, sottocute); il dolore, monitorato periodicamente, è risultato significativamente inferiore rispetto a quello sofferto dai topi FD non trattati di ambedue le età. A conclusione delle due settimane di terapia, tutti gli animali sono sacrificati per le analisi tissutali. Sono stati esaminati il nervo sciatico, i gangli della radice dorsale (DRG), il midollo spinale, la corteccia prefrontale, l’ippocampo e l’intestino per valutare i processi (neuro)infiammatori. L’RT-qPCR è stata impiegata per analizzare l’espressione di PK2, PKR1/2, citochine infiammatorie (IL-1β, IL-6, TNFα), marker gliali (GFAP e Iba1) e, nei DRG, enzimi epigenetici (KDM6A/B) e PPARγ, un mediatore antinfiammatorio. IWestern Blot e l’immunoistochimica sono stati eseguiti per valutare l’espressione proteica di PK2, GFAP e Iba1 nell’intestino e nel sistema nervoso centrale. Le analisi biochimiche hanno confermato che i sintomi comportamentali sono associati a neuroinfiammazione periferica, in particolare nei DRG, dove PKS, citochine, GFAP e Iba1 risultano sovra-regolati. La neuroinfiammazione centrale, tanto nel midollo spinale quanto nelle aree cerebrali, lieve nei topi giovani, aumenta con l’età. L’infiammazione intestinale, invece, risulta più marcata negli animali in fase precoce di malattia. Entrambi i trattamenti hanno significativamente ridotto anche l’infiammazione e la neuroinfiammazione, con un’efficacia leggermente maggiore osservata per PC1. In conclusione, i risultati di questo studio dimostrano che la malattia di Fabry è caratterizzata da uno stato di neuroinfiammazione cronica, mediato dall’attivazione del sistema delle prochineticine e delle cellule gliali ed immunitarie, che gioca un ruolo centrale nella persistenza del dolore neuropatico. L’intensità del dolore tende ad aumentare con l’età, accompagnata da una progressiva diffusione della neuroinfiammazione al sistema nervoso centrale. Le evidenze emerse indicano chiaramente che l’inibizione farmacologica del sistema PK o la soppressione dell’attività gliale rappresentano strategie terapeutiche promettenti per il trattamento del dolore nella malattia di Fabry, agendo direttamente sui meccanismi neuroinfiammatori alla base della cronicizzazione della sintomatologia dolorosa.

Grantor dc:publisher

Università degli Studi di Milano

Year dc:date

2025

Author dc:creator

• GALIMBERTI, GIULIA

Contributors dc:contributor

• supervisore: P. Sacerdote ; coordinatore: D. Norata
• G. Galimberti
• SACERDOTE, PAOLA GIUSEPPINA
• NORATA, GIUSEPPE DANILO

• Pain - Fabry disease - neuroinflammation - pharmacological treatments - neuropathic chronic pain - Gla -/- mice -prokineticin system
• Settore BIOS-11/A - Farmacologia

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/embargoedAccess
• license:Creative commons
• license uri:http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/

Language dc:language

eng

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/2434/1198376

OAI identifier oai:identifier

oai:air.unimi.it:2434/1198376