Gli studi condotti nei modelli di topo e nelle pazienti affette hanno mostrato che molti sintomi della sindrome di Rett (RTT) sono prodotti da alterazioni a carico delle sinapsi, cioè le zone di contatto tra due cellule nervose o fra una cellula nervosa ed un organo periferico come ad esempio il muscolo, che consentono la trasmissione dell’impulso nervoso. Le spine dendritiche costituiscono una zona specializzata del neurone su cui si localizzano la maggior parte dei contatti sinaptici di tipo eccitatorio nella corteccia cerebrale, ed il rapporto fra la loro forma e funzione è alla base del normale funzionamento del nostro cervello.
Gli studi sui pazienti hanno mostrato che, come nel modello animale, anche nell’uomo la RTT è caratterizzata dalla riduzione del numero delle spine dendritiche. Per quanto importanti, tuttavia, questi studi non danno informazioni sui processi cellulari che determinano la riduzione delle spine. Ciascuna spina dendritica, infatti, va incontro a un processo di maturazione che prevede un’iniziale formazione di una spina immatura (il cosiddetto filopodio) che può essere ritratto oppure selezionato per il successivo stadio di maturazione che porta alla formazione della spina matura. A sua volta la spina matura può essere retratta oppure andare incontro a una stabilizzazione che le permetterà di permanere per mesi o per anni nel circuito neuronale (per una descrizione delle spine dendritiche nella RTT vedi: Boggio e Giustetto, VIVIRETT, vol. 64, p. 19-22; 2013).
I recettori sono terminazione nervose in grado di reagire a determinati stimoli: in particolare, il recettore 7 della serotonina è noto influenzare fenomeni neurofisiologici come ad esempio il ritmo circadiano, l’umore, i processi cognitivi e la plasticità neuronale. La neurotrasmissione serotonergica è deficitaria sia nei pazienti RTT che in modelli murini della malattia, suggerendo un nuovo bersaglio terapeutico per curare la sindrome di Rett. Inoltre, membri dell’AIRETT Team hanno svelato che in assenza delle normali funzioni esercitate da MECP2, quei meccanismi che controllano la produzione di nuove proteine nei neuroni sono malfunzionanti. In particolare, abbiamo scoperto che l’attività di un processo cellulare specifico, dal nome Akt/mTOR, coinvolto nella formazione e nel funzionamento delle sinapsi è deficitario nei topi Mecp2-KO.
È stato dimostrato precedentemente da membri dell’AIRETT Team che il trattamento sistemico con un nuovo agonista del recettore, l’LP211, induce la remissione di alcuni sintomi della patologia, neuronali e comportamentali.
Abbiamo pertanto deciso di valutare in vitro e in vivo l’efficacia dell’LP-211 nella modulazione del fenotipo dendritico. La nostra analisi ha rivelato che il trattamento farmacologico con LP-211 per una settimana induce un discreto aumento delle spine dendritiche in topi selvatici mantenendo il numero di filopodi invariato. Questa nuova molecola di sintesi, quindi, ha un effetto sulla sinaptogenesi ovvero sulla maturazione delle spine accelerando la transizione da filopodi a spine mature.
Questo dato ci fa pensare che il trattamento farmacologico con questo agonista possa avere un effetto sulla maturazione delle spine essendo già stato dimostrato dal nostro gruppo di ricerca che i topi KO per MeCP2 hanno di base una densità molto ridotta delle spine dendritiche.
Per quanto riguarda il ripristino di normali condizioni di sintesi proteica come terapia per la patologia, abbiamo valutato l’efficacia nei topi Mecp2 di una molecola in fase di sviluppo, il Vo-OHpic, un vanadato in grado di elevare l’attività di Akt/ mTOR andando a togliere un freno per questo processo dal nome PTEN. Ancora prima che il progetto fosse finanziato, i nostri dati preliminari ci avevano indicato che l’iniezione di una sola dose di questo composto, alla dose stabilita dopo un lungo studio dose/effetto, era in grado di aumentare il numero di spine dendritiche mature nei topi normali. Nel corso del progetto finanziato da AIRETT, ci siamo dedicati quindi a valutare i risultati di questo trattamento nei topi malati che sono stati sorprendenti: le nostre analisi hanno mostrato che un singolo trattamento alla dose efficace di Vo-OHpic è in grado di migliorare i segni patologici nei topi RTT: biochimici, sinaptici e comportamentali. Inoltre, il trattamento prolungato con il Vo-OHpic ci ha fornito risposte altrettanto positive: innanzitutto non abbiamo riscontrato effetti collaterali, lievi o gravi, negli animali trattati, una condizione assolutamente necessaria per ipotizzare un trattamento nell’uomo. Secondo, al prolungarsi del trattamento è corrisposto un protrarsi degli effetti benefici sui difetti comportamentali degli animali RTT. Questo sta a significare che vi è una corrispondenza fra gli effetti di questa molecola e le problematiche mostrate dei topi mutanti per Mecp2.
Questi risultati potrebbero avere ricadute molto positive sulla patologia perché entrambi gli approcci farmacologici utilizzati sono stati in grado di annullare gravi difetti presenti in modelli preclinici della RTT. Tuttavia è importante che studi futuri confermino le osservazioni fatte su vari domini comportamen-
tali nel progetto e che siano anche effettuati studi sulle femmine che con la loro espressione a mosaico del MeCP2 mutato riproducono l’espressione a mosaico che si trova nelle bambine, così come studi su neuroni umani derivati da cellule staminali riprogrammate derivanti dai pazienti. Inoltre va ricordato che le molecole studiate non sono ancora mai state testate nell’uomo e quindi saranno necessari i tempi tipici dello sviluppo e la validazione per uso umano di nuove molecole. Occorre infatti escludere un’eventuale tossicità a lungo termine di queste molecole. Per esempio, mentre la modulazione circoscritta di PTEN sembra avere effetti positivi sia in topi normali sia nei mutanti Mecp2, è noto che un’eccessiva attivazione di Akt/mTOR potrebbe favorire l’insorgenza di diverse forme di cancro.
Naturalmente questi ulteriori studi richiederanno ancora un ingente impegno economico che, per la sua entità, non può essere solamente sostenuto da Associazioni come l’AIRETT, ma anche dall’intervento di ditte farmaceutiche specializzate.
