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L’Atrofia Muscolare Spinale (SMA) è la più comune malattia neurodegenerativa infantile. La SMA è una malattia autosomica recessiva caratterizzata dalla degenerazione dei motoneuroni delle corna anteriori del midollo spinale ed è associata ad atrofia e a paralisi muscolare. Esistono quattro forme di SMA (I-IV), classificate sulla base dell’età di esordio della malattia e della sua gravità. I meccanismi molecolari che causano la malattia non sono ancora completamente conosciuti e, attualmente, non esistono cure efficaci per il trattamento dei pazienti SMA. Tutte le forme di SMA sono caratterizzate dalla riduzione dei livelli di espressione della proteina SMN (Survival Motor Neuron), codificata nell’Uomo da due geni omologhi (SMN1 e SMN2) localizzati sul cromosoma 5. I geni SMN1 e SMN2 differiscono solo per 5 nucleotidi di cui uno è localizzato nell’esone 7, responsabile dello splicing alternativo del gene. Il gene SMN1 codifica per una proteina full lenght contenente anche il trascritto dell’esone 7, mentre il gene SMN2 codifica la proteina full lenght solo nel 10% dei casi e nel restante 90% una proteina mancante dell’esone 7, tronca ed instabile. Il gene SMN1 presenta mutazioni nel 98% dei casi di malattia, mentre in tutti i pazienti il gene SMN2 risulta inalterato. Tuttavia, la quantità di proteina full lenght prodotta dal gene SMN2 non riesce a compensare i bassi livelli di proteina SMN.
Pertanto varie strategie terapeutiche hanno come target la proteina SMN ed in particolare hanno lo scopo di aumentarne i livelli. Ad esempio, studi in vitro hanno dimostrato che l’acido valproico, un farmaco stabilizzante dell’umore, che inibisce la proteina glicogeno sintasi chinasi 3beta (GSK-3beta), aumenta i livelli della proteina SMN nei fibroblasti di pazienti SMA. In vivo l’acido valproico aumenta i livelli di SMN nel midollo spinale di modelli murini di SMA e rallenta la progressione della malattia.
Nel presente studio abbiamo indagato su modelli murini di SMA-III gli effetti dei sali di litio, un altro stabilizzante dell’umore che, come l’acido valproico, inibisce la proteina GSK-3beta.
Per valutare gli effetti protettivi del litio è stato utilizzato un modello murino di SMA a lenta progressione (SMA-III) che possiede il genotipo SMN1A2G+/- SMN2+/+ SMN-/- (knock out doppio transgenico).
Gli animali SMA-III sono stati trattati con sali di litio (1 mEq/kg) per circa 15 mesi a giorni alterni. Durante il periodo di trattamento gli animali sono stati sottoposti a test motori per valutare gli effetti del farmaco sulla forza muscolare.
Quindi gli animali sono stati sacrificati ed il midollo spinale è stato valutato con un approccio morfologico in microscopia ottica ed elettronica e mediante analisi di Western Blot.
Dall’indagine è emerso che il litio ha rallentato la progressione della malattia. Inoltre, il litio riduce la perdita dei motoneuroni e ne preserva la morfologia. Le indagini di immunocitochimica e di Western Blot confermano un aumento dei livelli di espressione di SMN dopo trattamento con litio.
Questi dati dimostrano che il litio potrebbe avere un ruolo nel contrastare il progredire della malattia. Inoltre, poiché la proteina SMN è espressa in maniera ubiquitaria in vari tipi cellulari, è stata valutata la modulazione della sua espressione da parte dei sali di litio anche nelle cellule PC12, che rappresentano un modello di neurone. Anche negli esperimenti in vitro il litio ha aumentato i livelli della proteina SMN, come osservato in microscopia elettronica e confermato dall’analisi di Western Blot.
Tali dati indicano che il litio induce neuroprotezione nei topi SMA producendo un aumento della proteina SMN il cui deficit è responsabile della malattia. L’aumento della proteina SMN indotto da litio, dimostrato anche nella coltura di cellule PC12, fa supporre che tra le molteplici azioni di questa molecola vi sia anche la capacità di modulare l’espressione della proteina. Questa proprietà potrebbe essere dovuta inibizione della proteina GSK-3beta che da altri Autori è stato dimostrata aumentare i livelli della proteina SMN.