Questo progetto di ricerca mira ad approfondire aspetti dei meccanismi patogenetici che conducono a morte le cellule nervose in corso malattie secondarie a disturbi del metabolismo ossidativo da disfunzione mitocondriale e malattie da accumulo lisosomiale. Morte cellulare per necrosi acuta, con evidenza di lesioni necrotizzanti (perdita neuronale, degenerazione microcistica del neuropilo, proliferazione capillare) si osserva comunemente nelle malattie del metabolismo ossidativo secondarie a disfunzione mitocondriale. Non sono al presente noti i meccanismi di morte cellulare nelle malattie d’accumulo lisosomiale. Il mancato catabolismo di molecole proteiche veicolate nel comparto lisosomiale conduce all’accumulo citoplasmatico endolisosomiale di materiale non degradato, che puo’ esercitare effetti “tossici” sulla cellula ed alterarne la vitalità, anche attraverso le modifiche funzionali (ad esempio in termini di eccitotossicità secondaria ad alterata comunicazione sinaptica), indotte dalla distorsione della normale topologia del neurone. In questo studio approfondiremo nostri recenti risultati ottenuti da uno studio morfologico combinato (istologico, immunoistochimico, elettron microscopico) che ha mostrato la presenza di morte cellulare per necrosi acuta e per apoptosi nel SNC e nel fegato, i tessuti elettivamente coinvolti nella malattia di Alpers-Huttenlocher, una rara malattia del metabolismo ossidativo le cui basi biochimico-genetiche non sono ancora state elucidate. Con la tecnica dell’Western Blotting verrà ricercata la presenza delle forme attivate delle caspasi-3 e -9 nel tessuto epatico (bioptico) nel SNC autoptico di pazienti affetti dalla malattia. Se confermati tali risultati dimostreranno non solo che la via apoptotica è attivata in questa condizone, ma che presumibilmente si tratta dell’attivazione della via mitocondrio-mediata (attivazione della caspasi-9), da probabile permeabilizzazione della membrana mitocondriale(fuoruscita di cito c dal mitocondrio ed attivazione di APAF-1 nel citosol). Per quel che riguarda le malattie lisosomiali esamineremo il SNC di alcuni casi di encefalopatie da accumulo lisosomiale (sia umane che animali) con metodiche immunoistochimiche per cercare di identificare: una possibile relazione tra accumulo lisosomiale e modifiche delle proteine citoscheletriche (al riguardo utilizzeremo anticorpi che riconoscono proteine citoscheletriche fosforilate e non); una possibile attivazione della via proteosomica, come espressione della tossicità cellulare, con l’uso anticorpi diretti contro l’ubiquitina. Valuteremo inoltre eventuali modifiche nell’espressione di alcune proprietà da parte dei neuroni corticali affetti, utilizzando anticorpi diretti contro marcatori specifici di tali popolazioni cellulari, quali i recettori del glutammato e la parvalbumina. I risultati di questo studio potranno dare spunti per successivi approfondimenti biochimici sia su tessuto che in vitro per meglio definire gli effetti degli accumuli patologici sulle diverse componenti cellulari, e dunque sulla vitalità stessa della cellula.
