• miRNA
• exosomi

La sclerosi laterale amiotrofica (SLA) è una malattia neurodegenerativa spesso con esito infausto, caratterizzata da progressiva paralisi muscolare determinata dalla degenerazione dei motoneuroni nella corteccia motoria e nel midollo spinale. Nonostante molti studi dimostrino il coinvolgimento di pathway metabolici alterati, i meccanismi molecolari alla base dell’insorgenza e della progressione della SLA sono per la maggior parte sconosciuti. Recenti lavori suggeriscono che alla base dei disturbi neurodegenerativi ci sia anche un coinvolgimento di meccanismi epigenetici e quindi di una alterata regolazione post-trascrizionale. I miRNA sono implicati nel controllo dell’espressione genica perchè svolgono un’azione di silenziamento genico, pertanto, l'alterazione dell'espressione di microRNA può provocare una deregolazione di geni chiave e dei pathway che contribuiscono allo sviluppo della malattia.
A partire da queste considerazioni attraverso un’analisi dei principali miRNA riportati in letteratura, in questa tesi abbiamo cercato di individuare quelli più significativi collegati alla gravità della malattia, in modo da correlarli con i dati ottenuti dalle indagini ematologiche e biochimico-cliniche di routine.
A partire da prelievo venoso di sangue, abbiamo isolato plasma, siero e linfociti da pazienti e controlli sani. Inoltre, abbiamo preso in considerazione gli exosomi che sono le più piccole vescicole (30-100nm) che derivano dal sistema endosomiale. Queste vescicole vengono rilasciate da molti tipi cellulari diversi, tra cui le cellule neuronali e sono coinvolti nelle principali funzioni del sistema nervoso. Attraverso il trasferimento di molecole bioattive tra le quali i miRNA, svolgono un ruolo importante sia per il mantenimento delle condizioni fisiologiche tra cui la regolazione della comunicazione sinaptica e la rigenerazione del nervo, sia durante la patologia. Gli exosomi potrebbero essere i carrier di potenziali biomarcatori utili per la valutazione della progressione della malattia e per applicazioni terapeutiche. Allo scopo di capire se i miRNA circolanti liberi nel sangue provengano da exosomi specifici, abbiamo estratto sia l’RNA circolante che quello contenuto negli exosomi sierici. Gli exosomi estratti sono stati osservati al microscopio elettronico per identificare eventuali differenze di forma dimensioni e numero tra pazienti affetti da SLA e controlli sani.
Abbiamo determinato l’espressione di diversi microRNA in pazienti affetti da SLA confrontandoli con controlli; in particolare il mirna 29 (coinvolto nella sopravvivenza delle cellule neuronali), mirna 206 (la cui disregolazione è coinvolta in molti disturbi muscolari scheletrici), mirna 155 (uno dei più importanti mirna coinvolti nei processi infiammatori).
Studi recenti stanno dimostrando il coinvolgimento degli exosomi nelle risposte infiammatorie-immunitarie e che la neurodegenerazione è accompagnata da reazioni neuroinfiammatorie, inclusa l'attivazione della microglia nel sistema nervoso centrale e un ulteriore attivazione del sistema immunitario periferico, con alterazione dell'espressione di citochine che comprendono interleuchine (IL), interferoni (IFN), chemochine, tumor necrosis factor (TNF) e fattori di crescita. Abbiamo studiato l'espressione dell'interferone, che è una delle principali citochine coinvolte nella morte dei motoneuroni e quindi nella patogenesi della malattia. Abbiamo quindi cercato, mediante un’analisi statistica, di mettere in relazione i dati ottenuti dalle analisi ematologiche con i parametri clinici di routine cercando di individuare le molecole significativamente alterate e mediante motori di ricerca specifici abbiamo cercato una correlazione con i miRNA. Inoltre, dato il crescente interesse intorno al sistema infiammatorio abbiamo effettuato analisi di interazione con interleuchine e citochine.
Dai nostri risultati emergono differenze sia morfologiche che dei potenziali target di controllo tra exosomi di pazienti rispetto a quelli dei controlli. Dal momento che nessuna terapia è attualmente conosciuta per la SLA riteniamo che gli studi sui biomarcatori possano dare un contributo importante in questa direzione.