(Malattie neurodegenerative-Immagine Credit Public Domain).
Gli scienziati dell’Università di Cambridge hanno dimostrato in studi sugli animali che la terapia genica può aiutare a riparare alcuni dei danni causati da condizioni neurodegenerative croniche come il glaucoma e la demenza. Il loro approccio dimostra la potenziale efficacia della terapia genica in condizioni poligeniche, cioè condizioni complesse senza una singola causa genetica.
La terapia genica, in cui un gene mancante o difettoso viene sostituito da una versione sana, sta diventando sempre più comune per una serie di condizioni neurologiche tra cui l’amaurosi congenita di Leber, l’atrofia muscolare spinale e la neuropatia ottica ereditaria di Leber. Tuttavia, ciascuna di queste condizioni è rara e monogenica, cioè causata da un singolo gene difettoso. L’applicazione della terapia genica a condizioni poligeniche complesse, che costituiscono la maggior parte delle malattie neurodegenerative, è stata finora limitata.
Una caratteristica comune delle malattie neurodegenerative è l’interruzione del trasporto assonale, un processo cellulare responsabile del movimento di molecole chiave e “elementi costitutivi” cellulari tra cui mitocondri, lipidi e proteine da e verso il corpo di una cellula nervosa. Gli assoni sono lunghe fibre che trasmettono segnali elettrici, consentendo alle cellule nervose di comunicare con altre cellule nervose e muscoli. Gli scienziati hanno suggerito che stimolare il trasporto assonale migliorando i processi neuronali intrinseci nel sistema nervoso centrale malato potrebbe essere un modo per riparare le cellule nervose danneggiate.
Due molecole candidate per migliorare la funzione assonale nelle cellule nervose danneggiate sono il fattore neurotrofico di origine cerebrale (BDNF) e il suo recettore tropomiosina recettore chinasi B (TrkB).
In una ricerca pubblicata su Science Advances, gli scienziati dell’Università di Cambridge dimostrano che la somministrazione simultanea di entrambe queste molecole alle cellule nervose utilizzando un singolo virus ha un forte effetto nello stimolare la crescita assonale rispetto al rilascio di entrambe le molecole da sole. I ricercatori hanno testato la loro idea in due modelli di malattie neurodegenerative note per essere associate a un ridotto trasporto assonale, vale a dire il glaucoma e la tauopatia (una malattia degenerativa associata alla demenza).
Vedi anche:Il gene TMEM106B rivela le cause delle malattie neurodegenerative
Il Dottor Tasneem Khatib del John van Geest Center for Brain Repair presso l’Università di Cambridge, il primo autore dello studio, ha dichiarato: “Gli assoni delle cellule nervose funzionano un po’ come un sistema ferroviario, dove il carico è un componente essenziale richiesto perchè le cellule possano sopravvivere e funzionare. Nelle malattie neurodegenerative, questo sistema ferroviario può essere danneggiato o bloccato. Abbiamo ritenuto che la sostituzione di due molecole che sappiamo funzionino efficacemente insieme aiuterebbe a riparare questa rete di trasporto in modo più efficace rispetto alla consegna di una sola e questo è esattamente ciò che abbiamo trovato. Questo approccio combinato porta anche a un effetto terapeutico molto più prolungato, che è molto importante per un trattamento mirato a una malattia degenerativa cronica. Piuttosto che utilizzare l’approccio standard della terapia genica per sostituire o riparare i geni danneggiati, abbiamo utilizzato la tecnica per integrare queste molecole nel cervello”.
Il glaucoma è un danno al nervo ottico spesso, ma non sempre, associato a una pressione anormalmente alta nell’occhio. In un modello sperimentale di glaucoma, i ricercatori hanno utilizzato un colorante tracciante per dimostrare che il trasporto assonale tra l’occhio e il cervello era alterato nel glaucoma. Allo stesso modo, una riduzione dell’attività elettrica nella retina in risposta alla luce ha suggerito che anche la vista era compromessa.
Il Dottor Khatib e colleghi hanno utilizzato “vettori virali” – sistemi di somministrazione della terapia genica – per fornire TrkB e BDNF alla retina dei ratti. Hanno scoperto che questo trasporto assonale è stato ripristinato tra la retina e il cervello, come osservato dal movimento del colorante. Le retine hanno anche mostrato una migliore risposta elettrica alla luce, un prerequisito fondamentale per il ripristino visivo.
Successivamente, il team ha utilizzato topi transgenici allevati per modellare la tauopatia, l’accumulo di “grovigli” di proteina tau nel cervello. La tautopatia è presente in una serie di malattie neurodegenerative, tra cui il morbo di Alzheimer e la demenza fronto-temporale. Ancora una volta, l’iniezione del colorante ha mostrato che il trasporto assonale era compromesso tra l’occhio e il cervello e che questo è stato ripristinato utilizzando i vettori virali.
Curiosamente, il team ha anche trovato prove preliminari di un possibile miglioramento nella memoria a breve termine dei topi. Prima del trattamento, i ricercatori hanno testato i topi in un’attività di riconoscimento di oggetti. Il topo è stato posizionato all’inizio di un labirinto a forma di Y e lasciato esplorare due oggetti identici all’estremità delle due braccia. Dopo poco, il topo è stato di nuovo posto nel labirinto, ma questa volta un braccio conteneva un nuovo oggetto, mentre l’altro conteneva una copia dell’oggetto ripetuto. I ricercatori hanno misurato la quantità di tempo trascorso dal topo nell’esplorazione di ciascun oggetto per vedere se si era ricordato dell’oggetto dall’attività precedente. Questo compito è stato ripetuto dopo che il vettore virale era stato iniettato nel cervello del topo ei risultati suggerivano un piccolo miglioramento nella memoria a breve termine. Sebbene i risultati di questo particolare studio non abbiano raggiunto una significatività statistica, una misura di quanto siano robusti i risultati, i ricercatori affermano che sono promettenti e ora è previsto uno studio più ampio per confermare l’effetto.
Il Professor Keith Martin del Center for Eye Research Australia e dell’Università di Melbourne, che ha condotto lo studio mentre era a Cambridge, ha aggiunto: “Sebbene questa sia attualmente una ricerca in fase iniziale, riteniamo che sia promettente per aiutare a trattare le malattie neurodegenerative che finora si sono dimostrate intrattabili. La terapia genica si è già dimostrata efficace per alcune rare condizioni monogeniche e speriamo possa essere altrettanto utile per queste malattie più complesse che sono molto più comuni “.
Fonte:Science Advances
