Nuova ricerca spastica ereditaria di paraplegia

La paraplegia spastica ereditaria (HSP) è un disordine di motore devastante che relega i pazienti ai camminatori e, nei casi più severi, alle sedie a rotelle. Nel lavoro riferito questa settimana, i ricercatori hanno catturato la nostra comprensione di HSP ad un nuovo livello con lo sviluppo di un modello animale per la malattia.

I risultati suggeriscono che, in molti casi, HSP possa derivare dal regolamento improprio dei microtubuli, che compongono una grande parte dell'armatura delle cellule nervose. Ciò potrebbe spiegare perché le cellule nervose specifiche che sono influenzate preferenziale in HSP - quelli che inviano i segnali dalla corteccia cerebrale del cervello ai motoneuroni che contrazioni iniziate del muscolo - mostrano una disfunzione progressiva che culmina nella degenerazione.

Le anomalie genetiche in più di 20 geni differenti sono state associate con HSP, ma le mutazioni in un gene in particolare, SPG4, sono responsabili di più di 40% di tutti i casi. SPG4 codifica una proteina chiamata spastin, che la ricerca precedente ha indicato per destabilizzare i microtubuli, i tubi vuoti minuscoli della proteina che nascono vicino al nucleo ed avanzano nei trattamenti lunghi dei neuroni. Con le loro interazioni con altre proteine, i microtubuli essenzialmente rappresentano l'armatura dinamica delle cellule nervose. In neuroni, le responsabilità dei microtubuli comprendono le componenti cellulari di trasporto alle regioni distanti della cella, regolamentanti la crescita dei rami di un neurone e fornenti un substrato per le interazioni importanti della proteina. I microtubuli si sviluppano e si restringono e la loro stabilità in un dato momento ed il posto possono essere regolamentati da altre proteine per facilitare le funzioni cellulari specifiche.

La nuova ricerca, dai laboratori del Dott. Kendal Broadie (Vanderbilt University) e del Dott. Andrea Daga (università di Padova, di Italia), esamina come lo spastin è compreso nella comunicazione di un neurone. Poiché il gene di spastin è simile nel di modello genetico della drosofila (mosca di frutta) ed in esseri umani, la proteina è preveduta per eseguire la stessa funzione in entrambi gli organismi. Di conseguenza, per studiare come lo spastin funziona in neuroni viventi, i ricercatori hanno progettato le mosche transgeniche che possiedono gli importi alterati della proteina di spastin in loro neuroni ed hanno valutato gli effetti. Facendo uso di questo approccio, hanno trovato che la proteina di spastin localizza alle sinapsi, siti specializzati della comunicazione di un neurone, in cui agisce localmente per destabilizzare i microtubuli. Inoltre, i ricercatori hanno trovato che le droghe specifiche che alterano la stabilità del microtubulo sembrano rimediare ai difetti che si presentano nella funzione sinaptica come conseguenza dei cambiamenti nei livelli di un neurone di spastin. Tutto detto, lo studio fornisce la nuova comprensione intrigante in come una mutazione genetica che altera la funzione del microtubulo può interrompere il modo che i neuroni comunicano ed offre una nuova linea di pensiero ai trattamenti possibili per lo stato debilitante di HSP.