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• recettori dopaminergici
• striato
• striatum

Il neurotrasmettitore dopamina è sintetizzato dai neuroni mesencefalici della substantia nigra e dell’area tegmentale ventrale e dai neuroni ipotalamici. Tali neuroni dopaminergici inviano i loro assoni allo striato, alla neocorteccia, al sistema limbico e all’ipofisi controllando movimenti e comportamenti volontari, l’apprendimento e la produzione ormonale. Alterazioni del sistema dopaminergico causano importanti patologie, tra le quali la più conosciuta è il morbo di Parkinson. Una vasta serie di studi dimostra che la dopamina è anche implicata nel controllo dell’eccitabilità neuronale, nell’insorgenza delle crisi epilettiche e nel danno neuronale da esse indotto (“eccitotossicità”). Studi condotti nel nostro laboratorio hanno dimostrato che topi “knockout” per il recettore dopaminergico D2 (topi D2R-/-) presentano un’aumentata suscettibilità al danno eccitotossico indotto dalle crisi epilettiche. In particolare, si ritiene che il recettore dopaminergico D2 eserciti una funzione neuroprotettiva attraverso una cascata di segnale che porta all’attivazione della serina/treonina-chinasi Akt, che determina a sua volta l’inibizione del fattore proapoptotico GSK-3β (glicogeno sintasi chinasi).
In questo lavoro di tesi, ho analizzato l’espressione e lo stato di fosforilazione (=attivazione/inibizione) delle proteine Akt e GSK-3β nello striato e nell’ippocampo di topi D2R-/- e di controllo (“wild-type”, WT) trattati con 20 mg/Kg di acido kainico (KA, un agonista glutamatergico, che attiva i recettori per il glutammato determinando crisi epilettiche e morte neuronale). Esperimenti di “Western blot” condotti su estratti proteici ottenuti 24 ore dopo il trattamento con KA o soluzione salina non hanno dimostrato nessun incremento significativo della fosforilazione di Akt nello striato e nell’ippocampo dei topi WT e D2R-/- (sia trattati con salina sia con KA20); neppure per quanto riguarda GSK-3β è stato osservato un aumento del suo livello di fosforilazione nello striato dei topi WT e D2R-/- (sia trattati con salina sia con KA20). Nell’ippocampo dei topi D2R-/- iniettati con salina, invece, è visibile un netto incremento della fosforilazione di GSK-3β rispetto agli animali WT iniettati con salina. Tale incremento di fosforilazione di GSK-3β nei D2R-/- rispetto ai WT non è accompagnato dall’aumento di fosforilazione di Akt. Questo suggerisce che nell’ippocampo degli animali D2R-/- l’inibizione di GSK-3β non dipenda da Akt; a questo proposito, stiamo valutando se la GSK-3β possa essere regolata da un’altra chinasi (p38). Infine, nell’ippocampo dei topi D2R-/- trattati con KA, la fosforilazione di GSK-3β è fortemente ridotta, indicando che in questi animali l’ippocampo è molto più suscettibile al danno eccitotossico rispetto allo striato.
Un fattore in grado di regolare l’attività di Akt e GSK-3β è il cloruro di litio (LiCl), un farmaco usato per la cura di vari disordini psichiatrici. Il litio inibisce GSK-3β sia direttamente (funzionando da inibitore non competitivo) sia indirettamente (attivando Akt mediante fosforilazione). Studi recenti indicano che il litio abbia un effetto neuroprotettivo contro il danno eccitotossico indotto da epilessia, pur non alterando l’intensità delle crisi epilettiche.
Per studiare l’effetto del litio sulla morte neuronale indotta da KA nei topi D2R-/-, topi WT e D2R-/- sono stati pre-trattati con LiCl (0,12% in acqua da bere) per 15 giorni. Al termine del trattamento gli animali sono stati poi trattati con KA (20 mg/Kg) o con soluzione salina di controllo. Come atteso, il pre-trattamento con LiCl non ha ridotto l’intensità delle crisi epilettiche, né nei topi D2R-/- né in quelli di controllo. Esperimenti di “Western blot” condotti su estratti proteici ottenuti 24 ore dopo il trattamento con KA o soluzione salina, non hanno confermato l’effetto neuroprotettivo del LiCl, nè nei topi WT né nei D2R-/-. In entrambi i genotipi, infatti, il pre-trattamento con LiCl non determina un aumento significativo della fosforilazione di Akt e di GSK-3β nè nello striato nè nell’ippocampo. Questo potrebbe essere determinato da un dosaggio troppo basso di litio nel sangue degli animali.
Nel complesso, i risultati ottenuti confermano che lo striato e l’ippocampo presentano una differente suscettibilità al danno eccitossico, e che il recettore dopaminergico D2 gioca un ruolo fondamentale nella regolazione della chinasi GSK-3β nell’ippocampo: la fosforilazione di tale chinasi è indipendente dall’attivazione di Akt e la down-regolazione della fosforilazione di GSK-3β è coinvolta nella morte cellulare indotta dal KA.