Le Nanoparticelle di Ossido di Cerio (Nanoceria) sono recentemente emerse come potenziale terapeutico nel trattamento delle malattie neurodegenerative (MN) per le loro peculiari proprietà antiossidanti. Numerose evidenze sono state ricavate dal trattamento con Nanoceria di differenti modelli di malattie neurodegenerative, quali Malattia di Alzheimer, Morbo di Parkinson, Sclerosi Multipla e Sclerosi Laterale Amiotrofica (186).
L’interesse per l’impiego di nanoparticelle nelle MN dipende dalla loro capacità di alterare differenti pathways cellulari di segnale e anche dal loro ridotto diametro, che consente di attraversare facilmente la barriera emato-encefalica ed agire come scavengers dei ROS. Per tutte queste caratteristiche, esse potrebbero eventualmente rivoluzionare i trattamenti già esistenti per le MN (269).
La Nanoceria ha mostrato numerosi benefici in una grande varietà di modelli di malattie nelle quali lo stress ossidativo riveste un ruolo preminente. Ciò dipende dalla loro capacità di mimare la Superossido Dismutasi e la Catalasi, diversamente da molti altri agenti antiossidanti (Glutatione, Ascorbato, Vitamina E, ecc.), e dalla peculiare caratteristica di “non consumarsi” durante le reazioni di ossido-riduzione e, quindi, di autorigenerarsi (48, 249).
Inoltre, la Nanoceria possiede piccole dimensioni che le consentono un insolito accesso al SNC, dove ha una emivita tessutale piuttosto lunga. Studi sperimentali in modelli murini trattati con Nanoceria, non solo mostrano che queste nanoparticelle riescono ad attraversare la barriera emato-encefalica, ma anche che persistono nel cervello per settimane rimanendo biologicamente attive (68, 155).
In definitiva, considerato l’effetto protettivo osservato in modelli di malattie indotte da stress ossidativo, è possibile ipotizzare che la Nanoceria possa fornire simili benefici terapeutici anche in modelli cellulari di SLA e, quindi, si configuri come una nuova strategia terapeutica per i pazienti affetti da questa patologia.
Maria Luigia Biggio
“Danno ossidativo ed aggregati proteici nella Sclerosi Laterale Amiotrofica. Possibili target diagnostici e terapeutici”.
Tesi di Dottorato in Scienze Biomediche, curriculum Fisiopatologia Medica. Università degli studi di Sassari Pag. 69
CAPITOLO 2: Razionale dello studio e Obiettivi
La Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) è ancora oggi considerata una patologia rara, nonostante sia la più frequente tra le malattie neurodegenerative dei motoneuroni. Nonostante le numerose ricerche finora realizzate abbiano contribuito a migliorare le conoscenze sull’eziologia, la patogenesi, gli approcci diagnostici e terapeutici di questa patologia, non si è ancora giunti all’identificazione di un approccio diagnostico specifico, basato su tecniche non invasive, e che consenta di formulare una attendibile diagnosi precoce. Contemporaneamente, risulta di notevole importanza anche l’identificazione di nuove strategie terapeutiche più efficaci e che portino ad un maggiore beneficio per i pazienti affetti da SLA.
Alla luce di queste considerazioni, gli obiettivi principali del presente studio sono: 1) analizzare l’efficacia di una strategia terapeutica per la SLA basata sull’impiego delle Nanoparticelle di Ossido di Cerio (Nanoceria), sfruttandone le proprietà anti-ossidanti e la capacità di attraversare facilmente la barriera emato-encefalica, in virtù delle loro piccole dimensioni. In questo modo sarà possibile valutare le potenzialità di impiego terapeutico della Nanoceria nella SLA e/o il loro utilizzo quali adiuvante farmacologico del Riluzolo (farmaco attualmente impiegato nella terapia della SLA).
2) approfondire le conoscenze sugli effetti tossici delle proteine mal-ripiegate in modelli cellulari di SLA, con particolare attenzione alla formazione di aggregati proteici. In questo modo sarà possibile avere una visione più ampia dei meccanismi patogenetici della SLA ed identificare uno o più marcatori patologici, che possano contribuire alla formulazione di una diagnosi diretta e precoce.
In particolare, verrà utilizzato il modello cellulare motoneuronale murino (NSC-34), transfettato con il gene mutato SOD1G93A
ed indotto a stress ossidativo mediante l’uso di perossido di idrogeno. L’effetto neuroprotettivo delle cellule pre-trattate con Nanoceria sarà valutato sulla vitalità cellulare, sul danno mitocondriale e sull’apoptosi cellulare. Tale approccio sarà esteso anche ai fibroblasti derivanti da biopsie cutanee di pazienti sardi affetti da SLA. Questo modello cellulare umano consentirà, da una parte, di traslare i risultati ottenuti nei modelli murini sull’uomo e, d’altra parte, di utilizzare una linea cellulare abbastanza semplice da prelevare con metodi poco invasivi e lesivi per il paziente.
Maria Luigia Biggio
“Danno ossidativo ed aggregati proteici nella Sclerosi Laterale Amiotrofica. Possibili target diagnostici e terapeutici”.
Tesi di Dottorato in Scienze Biomediche, curriculum Fisiopatologia Medica. Università degli studi di Sassari Pag. 70
Per lo studio sulla tossicità cellulare indotta da aggregati citoplasmatici di proteine mal- ripiegate, invece, verrà realizzato un modello cellulare di SLA 8, caratterizzato dalla mutazione P56S sul gene per la VAPB, in cui la presenza degli aggregati sarà valutata attraverso Immunofluorescenza indiretta. In questo caso, i risultati ottenuti nelle cellule murine saranno utilizzati come modello per lo studio sulle cellule nucleate del sangue periferico (PBMC) dei pazienti sardi con SLA. In queste cellule verranno valutate, mediante IFI, la frequenza delle alterazioni a carico di VAPB e la percentuale di casi di co-aggregazione di VAPB con SOD1 e TDP43, precedentemente riscontrata in modelli murini. La scelta di utilizzare i PBMC, oltre che per la semplicità e la non invasività del prelievo ematico, deriva dal fatto che costituiscono un valido modello rappresentativo della patologia, anche in considerazione del fatto che la maggior parte delle mutazioni finora note nei pazienti SLA sono di tipo somatico.
Maria Luigia Biggio
“Danno ossidativo ed aggregati proteici nella Sclerosi Laterale Amiotrofica. Possibili target diagnostici e terapeutici”.
Tesi di Dottorato in Scienze Biomediche, curriculum Fisiopatologia Medica. Università degli studi di Sassari Pag. 71