Valutazione delle implicazioni a livello cellulare e molecolare a seguito del trattamento di cellule di pazienti A-T con corticosteroidi (dexametasone)

Alfredo Prof. Brusco

Valutazione delle implicazioni a livello cellulare e molecolare a seguito del trattamento di cellule di pazienti A-T con corticosteroidi (dexametasone)
L’Atassia telangiectasia e’ una rara patologia genetica neurodegenerativa con esordio nella prima infanzia.Il fenotipo clinico e’ caratterizzato da atassia cerebellare progressiva, telangiectasie oculo-cutanee, immunodeficienza, infezioni polmonari ricorrenti e aumentato rischio di sviluppare tumori (linfomi e leucemie). La causa della malattia è legata a mutazioni nel gene ATM che portano all’assenza o all’alterato funzionamento della proteina da esso codificata. La proteina ATM svolge un ruolo chiave all’interno della cellula  nella risposta al danno al DNA, allo stress ossidativo e alle disfunzioni metaboliche.
Ad oggi, nell’Atassia Telangiectasia non esiste una terapia in grado di arrestarne la progressione  e revertire il fenotipo patologico.
Negli ultimi anni sono stati pubblicati studi che hanno dimostrato che il trattamento con basse dosi di glucocorticoidi (betametasone e dexametasone) sono in grado di ridurre i sintomi neurologici in pazienti affetti da Atassia Telangectasia e possibilmente ritardare la naturale progressione della malattia (Broccoletti et al. 2011; Giardino et al. 2013; Zannolli et al. 2012).
Il loro impiego deve essere tuttavia valutato in considerazione dei possibili effetti collaterali, legati al tempo e alla dose di somministrazione. Una delle strategie proposte per limitare gli effetti collaterali dei glucocorticoidi, si basa su un sistema di somministrazione a rilascio modificato (EryDex) sviluppato dal gruppo del Professor Magnani (Università di Urbino). I glucocorticoidi (in particolare il dexametasone) sono introdotti, ex vivo, nei globuli rossi del paziente. Questi ultimi sono reinfusi nel paziente stesso, e rilasciano gradualmente il dexametasone in circa 30 giorni (Magnani and Rossi 2014). Utilizzando questo approccio è stato recentemente condotto uno trial clinico di Fase II che ha coinvolto 22 pazienti A-T in due centri italiani per sei mesi (Roma e Brescia). I risultati preliminari ottenuti hanno dimostrato un’ottima tollerabilità del farmaco e un miglioramento dei sintomi neurologici, in particolare nei pazienti con fenotipo più lieve  (Chessa et al. 2014).
Sulla base dei promettenti risultati ottenuti sui pazienti, Il nostro progetto si propone di studiare i meccanismi molecolari attraverso i quali questi corticosteroidi possano agire a livello cellulare. questi studi vengono condotti, in vitro, in cellule linfoblastoidi e fibroblastoidi provenienti dai pazienti AT e controlli sani. L’interesse di tale analisi riguarda la possibilità di individuare geni differenzialmente espressi nelle cellule senza il gene ATM e cellule normali trattate e non trattate, la cui diversa risposta ai glucocorticoidi potrebbe portare alla attivazione o inibizione di geni, promuovendo vie alternative di risposta. La nostra ricerca attuale è focalizzata sulla comprensione dei seguenti aspetti:
  • Valutare la risposta al danno al DNA in presenza di glucocorticoidi. Il danno alla doppia elica del DNA può essere indotto da diversi stimoli, sia interni alla cellula che esterni, quali radiazioni ionizzanti (IR) e raggi UV. La cellula risponde alla formazione dei DSBs (Double Strand Breaks) attivando una serie di vie di trasduzione del segnale. Come mostrato in figura parallelamente all’attivazione di ATM, vengono attivate direttamente altre proteine quali ATR e DNA-PK che a loro volta attivano altri effettori mediante fosforilazione in siti specifici. In particolare la nostra attenzione si focalizza su DNA-PK, che ha un ruolo importante nella riparazione al danno al DNA, in grado di supplire la funzione di ATM in sua assenza.

Naihan Xu et al., 2012

  • Indagare se il trattamento con glucocorticoidi possa avere un effetto sui livelli di espressione di proteine coinvolte in alcuni “pathways” cellulari. Ad esempio AKT, serina treonina chinasi molto versatile la cui funzione è critica nella regolazione della sopravvivenza, proliferazione e metabolismo cellulare e la cui attività è finemente regolata da DNA-PK e ATM. Le nostre osservazioni sono volte a sottolineare l'enorme potenziale terapeutico di queste chinasi che potrebbero forse essere attivate ectopicamente per compensare la perdita di ATM.

 

 

 

 

 

 

 

 

T.Paull et al.,2012

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