Un nuovo studio condotto da ricercatori della University of Utah School of Medicine mette in luce il ruolo dei mitocondri nelle malattie del motoneurone. I ricercatori hanno sviluppato un nuovo modello di topo per lo studio di tali malattie.
Il team di ricerca, guidato da Janet Shaw, Ph.D., professore di biochimica, ha scoperto che quando ai mitocondri sani e funzionanti è stato impedito di muoversi lungo gli assoni – fibre nervose che conducono l’elettricità nei neuroni – i topi hanno sviluppato sintomi di malattie neurodegenerative.
In uno studio pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences , Shaw ed i suoi colleghi di ricerca hanno dimostrato che le malattie del motoneurone potrebbero derivare dalla cattiva distribuzione dei mitocondri lungo il midollo spinale e gli assoni. ll primo autore della pubblicazione è Tammy T. Nguyen, uno studente della e U Medical school’s M.D./Ph.D.
“Conosciamo da molto tempo il legame tra funzione e distribuzione mitocondriale e la malattia neurale”, dice Shaw. « Ma non sapevamo ancora se la malattia si sviluppa perché i mitocondri non sono sempre al posto giusto o perché non sono funzionanti correttamente”.
I mitocondri sono organelli – contenuti all’interno delle cellule – che hanno diverse funzioni, tra cui produrre ATP, un nucleotide che le cellule convertono in energia chimica per rimanere in vita. Per questo motivo i mitocondri sono spesso chiamati “centrali elettriche cellulari.” Essi svolgono un ruolo fondamentale nella prevenzione dell’accumulo del calcio nelle cellule.
Perchè i mitocondri possano svolgere le loro funzioni, devono essere distribuiti alle cellule di tutto il corpo. Questa distribuzione si realizza con l’aiuto di piccole proteine chiamate “motori” che trasportano gli organelli lungo gli assoni. Enzimi noti come Rho (Miro1) GTPasi agiscono per fissare i mitocondri ai motori. Per studiare come il movimento dei mitocondri è legato alla malattia del motoneurone, Nguyen ha sviluppato due modelli murini in cui il gene che produce Miro1 è stato eliminato. In un modello, i topi non avevano Miro1 durante la fase embrionale,mentre ad un secondo modello mancava l’enzima nella corteccia cerebrale, ippocampo e midollo spinale.
I ricercatori hanno osservato che i topi privi Miro1 durante la fase embrionale, avevano difetti del motoneurone che impedivano loro di respirare, appena dopo la nascita. Dopo aver esaminato i topi, Nguyen, Shaw ed i loro colleghi, hanno scoperto che i neuroni necessari per la respirazione dopo la nascita, erano stati dispersi nella metà dell parte superiore del cervello del topo. Il nervo frenico, importante per la respirazione, non era stato pienamente sviluppato.
“Crediamo che le difficoltà fisiche nei topi hanno indicato che ci sono stati difetti nei motoneuroni”, dice Shaw.
Al contrario, i topi senza Miro1 nel loro cervello e nel midollo spinale, stavano bene alla nascita, ma ben presto avevano sviluppato segni di problemi neurologici, come spine curve, difficoltà di movimento, difficoltà a unire le zampe posteriori e morivano circa 35 giorni dopo la nascita. Tali sintomi sono apparsi simili nella malattia dei motoneuroni, secondo Shaw.
“La funzione mitocondriale nelle cellule sembrava normale così come i livelli di calcio” dice il ricercatore . “Questo dimostra per la prima volta che limitando il movimento e la distribuzione mitocondriale si potrebbe sviluppare la malattia neuronale.”
Stefan M. Pulst, MD, Dr. med, professore e presidente del Dipartimento di neurologia dell’Università e co-autore dello studio, sostiene che il processo di trasporto mitocondriale è importante non solo per i motoneuroni, ma anche per altri neuroni.
“Le proteine Miro1 ed i rispettivi modelli animali, rappresentano un importante passo avanti per lo studio della SLA (malattia di Lou Gehrig) e di altre malattie neurodegenerative”.
Anche se è necessaria molta più ricerca, lo studio apre la possibilità di sviluppare nuovi farmaci per correggere in parte i difetti di distribuzione mitocondriale, per rallentare la progressione delle malattie del motoneurone. Shaw vuole generare un modello per eliminare il gene Miro1 in topi adulti, per verificare se i risultati imitano le malattie neurologiche.
Lo studio è stato pubblicato nel mese di agosto in PNAS, online.
Fonte http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-09/uouh-mms091814.php
