Le molecole coinvolte nella desensitizzazione omologa sono implicate nei meccanismi alla base dell’incremento della morte neuronale e del rilascio di glutammato indott

dall’ischemia che si osservano nelle retine sst1KO

I fenomeni della desensitizizazione e dell’internalizzazione dei recettori accoppiati alle proteine G (GPCRs) sono stati osservati in diversi tessuti, tra cui il sistema nervoso centrale (Dunwiddie et al., 1997; Maudsley et al., 2007; Pearson et al., 2001). Ad oggi si ritiene che le GRKs e le RGSs abbiano un ruolo fondamentale in tali processi (Jean-baptiste et al., 2005; Krispel et al., 2006; Larminie et al., 2004; Mètayè et al., 2005; Ribas et al:, 2007). Tuttavia, la distribuzione delle GRKs e delle RGSs nei vari tessuti delle diverse specie è in parte ancora poco chiara (Hollinger & Helper, 2002; Métayé et al., 2005; Ribas et al., 2007; Sierra et al., 2002). Nei nostri esperimenti, abbiamo osservato l’espressione dell’mRNA della GRK1 nelle retine di topi WT, in accordo con le osservazioni di precedenti ricerche (Krispel et al., 2006; Liu et al., 2005; Lyubarsky et al., 2000; Weiss et al., 2001). Inoltre, abbiamo dimostrato, per la prima volta, che le retine con delezione genica del recettore sst1 esprimono l’mRNA della GRK1. In aggiunta, i nostri risultati dimostrano, per la prima volta, l’espressione nella retina dell’mRNA della RGS1 sia nei topi WT che sst1KO. Precedenti ricerche hanno dimostrato l’espressione della RGS1 in divesi tessuti, tra cui il sistema nervoso centrale (Grafstein-Dunn et al., 2001; Larminie et al., 2004; Moratz et al., 2004) ma non

ancora nella retina. Abbiamo dimostrato che 1h d’ischemia induce una variazione dell’espressione della GRK1 e della RGS1, che subiscono un incremento sia nelle retine WT che in quelle sst1KO. Possiamo ipotizzare che lo stress indotto dal trattamento ischemico induca una maggior espressione della GRK1 e della RGS1, determinando, quindi, un potenziale incremento della disponibilità di molecole coinvolte nei meccanismi di desensitizzazione omologa dei GPCRs, pronte per esplicare i propri effetti. In accordo con le nostre osservazioni, precedenti ricerche hanno dimostrato che la variazione dell’espressione delle GRKs talvolta è associata a diverse patologie, tra cui patologia ischemica (Lombardi et al., 2004, 2007; Métayé et al., 2005). La sovraespressione di alcune GRKs è stata documentata nell’ipertensione (Gros et al., 1997), nell’infarto (Ungerer et al., 1997), ed in modelli sperimentali d’ipertrofia cardiaca (Rockman et al., 1998). Recentemente è stato suggerito che anche l’espressione delle RGSs nel sistema nervoso centrale può essere influenzata da diverse condizioni, come ad esempio l’ischemia. In particolare, nel ratto e nel gerbillo, è stato dimostrato che l’ischemia cerebrale può indurre la morte neuronale per apotosi prevalentemente in conseguenza all’eccessivo rilascio di glutammato, ed è stato dimostrato che tale effetto può talvolta essere correlato all’aumento dell’espressione delle RGSs (Chen et al., 2006; Shelat et al., 2006; Xu et al., 2007).

I risultati dei nostri esperimenti condotti nelle retine ischemiche WT dimostrano che allorché il recettore sst2 viene preso come bersaglio dell’azione del suo agonsita octreotide, parallelamente ad una riduzione della morte neuronale e ad una riduzione del rilascio di glutammato, si osserva l’inibizione dell’espressione delle molecole coinvolte nella desensitizzazione omologa dei GPCRs, nello specifico la GRK1 e la RGS1, suggerendo una riduzione della disponibilità di molecole potenzialmente coinvolte nella desensitizzazione omologa del recettore sst2. In maniera differente, invece, l’attivazione farmacologica del recettore sst2 con octreotide nelle retine ischemiche sst1KO promuove un incremento della morte neuronale, un incremento del rilascio di glutammato, parallelamente ad una riduzione della GRK1, lasciando invece invariata l’espressione della RGS1, la quale si mantiene a livelli elevati. In accordo con questa osservazione possiamo suggerire che la mancata inibizione dell’espressione della RGS1 sia implicata nei meccanismi alla base dell’incremento della morte neuronale e dell’incremento del rilascio di glutammato osservati nelle retine ischemiche sst1KO in presenza dell’octreotide. In quest’ottica, infatti, ipotiziamo che nelle retine ischemiche sst1KO trattate con octreotide permane un maggior livello di espressione di molecole coinvolte nella desensitizzazione, e quindi si presenta una condizione in cui si può più facilmente verificare la desensitizzazione omologa del recettore sst2, il quale, tra l’altro, risulta già di per se sovrafunzionale nelle retine sst1KO (Bigiani et al., 2004; Casini et al., 2005). L’ipotesi che il peggioramento della sopravvivenza neuronale che si osserva nelle retine sst1KO in seguito al

trattamento con octreotide sia conseguenza della desensitizzazione del recettore sst2 è in accordo con precedenti studi. In particolare, è stato osservato che il recettore A1 per l’adenosina nell’ippocampo di ratto media la protezione neuronale in condizioni d’ipossia. Tuttavia, la desensitizzazione del recettore A1 può avvenire in seguito all’incremento elevato e protratto dell’adenosina che accompagna l’ipossia/ischemia nel cervello, limitandone gli effetti neuroprotettivi (Coelho et al., 2006; Dunwiddie et al., 1997; Pearson et al., 2001). Occorre tuttavia considerare le evidenze dell’espressione nella retina di altre GRKs (de Almeida & Gomes, 2004; Krispel et al., 2006; Liu et al., 2005; Liu et al., 2007; Premont et al., 1994; Weiss et al., 2001; Zhao et al., 1998) e di altre RGSs (Cabrera et al., 1998; Chen et al., 2003; Faurobert et al., 1999; Hu et al., 2001; Kereszetes et al., 2004; Krispel et al., 2006; Levay et al., 1999; Morgans et al., 2007; Rahman et al., 1999; Zhang et al., 1999) che, oltre a quelle da noi prese in esame, potrebbero essere implicate nel meccanismo alla base dell’effetto indotto dall’octreotide in condizioni d’ischemia. Pertanto, suggeriamo in futuro la possibilità di utilizzare il nostro modello in vitro per studiare il conivolgimeno delle altre GRKs ed RGSs espresse nella retina. L’azione delle GRKs e delle RGSs è potenzialmente coinvolta anche nel meccanismo dell’internalizzazione (Jean-baptiste et al., 2005; Liu et al., 2007). Tuttavia, i risultati del nostro studio dimostrano che l’immunolocalizzazione del recettore sst2 nelle retine ischemiche WT ed sst1KO in presenza di octreotide non è diversa, e che in aggiunta non differisce dall’immunolocalizzazione che si osserva in assenza di octreotide, suggerendo, quindi, che la diversa risposta al trattamento con octreotide riscontrato nelle retine ischemiche WT rispetto a quelle sst1KO non implica il processo d’internalizzazione del recettore sst2. Ciò indica, quindi, che l’icremento della morte neuronale e del rilascio di glutammato indotto dall’octreotide in condizioni d’ischemia nelle retine sst1KO potrebbe essere dovuto al processo di desensitizzazione ma non al processo d’internalizzazione del recettore sst2.

Oltre agli aspetti poc’anzi discussi, i nostri risultati dimostrano che che l’attivazione farmacologica del recettore sst2 è in grado di regolare l’espressione di molecole coinvolte nei meccanismi della desensitizzazione omologa come la GRK1 e la RGS1. Ciò si rivela utile in quanto la comprensione dei meccanismi che regolano le molecole impilicate nella desensitizizazione dei GPCRs è sempre più considerata fondamentale per comprendere meglio la genesi e la progressione di molte malattie e per individuare eventuali strategie terapeutiche volte a contrastarne gli effetti (Lombardi et al., 2004; Métayé et al., 2005).

6.3. Conclusioni dello studio sull’effetto neuroprotettivo mediato dal recettore