L’adenosina deaminasi (ADA), enzima che catalizza la deaminazione di
adenosina (Ado) e deossiadenosina (dAdo), gioca un ruolo centrale nel
metabolismo purinico. La sua deficienza, infatti, provoca una forma grave di
immunodeficienza combinata (SCID) e alterazioni nel funzionamento di molti
organi come osso, fegato, reni e sistema nervoso. I disturbi neurologici
includono disordini nella coordinazione motoria, disabilità
nell’apprendimento, iperattività, epilessia e deficit uditivi. Il trapianto di
midollo osseo è in grado di risolvere i problemi del sistema immunitario ma
non quelli neurologici. Il legame molecolare tra squilibrio metabolico e
manifestazioni neurologiche è ancora oggi poco chiaro.
Allo scopo di chiarire i meccanismi alla base delle manifestazioni
neurologiche associate alla deficienza di ADA abbiamo utilizzato due modelli
di cellule neuronali (SH-SY5Y e LAN-5), derivate da neuroblastoma umano.
Abbiamo simulato la carenza di ADA incubando le cellule con
deossicoformicina (dCF), un potente inibitore di ADA, e dAdo, che si
accumula in vivo in caso di deficienza dell’enzima. Studi precedenti nel
Laboratorio dove ho condotto la tesi hanno dimostrato che questo
trattamento diminuisce la vitalità cellulare, e attiva le caspasi 3, 8 e 9 nelle
cellule SH-SY5Y. Nel presente lavoro di tesi abbiamo indagato il
coinvolgimento dei mitocondri nelle fasi precoci di inibizione di ADA. Il
trattamento con dCF e dAdo provoca un aumento della massa mitocondriale
e una riduzione della produzione di specie reattive dell’ossigeno
mitocondriali, senza modificare significativamente il potenziale di membrana
mitocondriale. Allo scopo di approfondire il meccanismo apoptotico,
abbiamo anche indagato sul possibile coinvolgimento della via di
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segnalazione della protein chinasi associata a mitogeni (MAPK) p38 che
svolge un ruolo importante in molti processi biologici tra cui l’apoptosi. La
vitalità cellulare delle cellule trattate con dCF e dAdo è aumentata in
presenza dell’inibitore della p38, SB203580, mentre è ridotta l’attività della
caspasi-3.
In conclusione, i risultati dimostrano che una perturbazione del metabolismo
purinico indotta dall’inibizione di ADA, provoca la morte dipendente dalle
caspasi, probabilmente attraverso un meccanismo che coinvolge la MAPK
p38 di cellule tumorali di origine neuronale. Questi dati possono essere
importanti per migliorare gli approcci terapeutici a questi tipi di tumori.