ADAM10 nella Malattia di Huntington: studio molecolare e funzionale della sinapsi

La malattia di Huntington (MH) �? una malattia genetica causata dall'espansione di un tratto di poliglutamine nella proteina huntingtina (HTT) (HDCRG, Cell 1993). La disfunzione del circuito cortico-striatale �? un meccanismo validato di patologia e notevoli sono gli sforzi per trovare farmaci che ne normalizzino l'attività (Zuccato, Physiol Rev. 2010). Molecole che hanno dato buoni risultati in modelli murini non hanno però portato a benefici nel paziente. La ricerca di farmaci che contrastano le disfunzioni sinaptiche rimane, quindi, un importante aspetto della ricerca. Questo progetto propone di studiare la metalloproteasi ADAM10 come nuovo bersaglio dell¿HTT alla sinapsi cortico-striatale. Recenti evidenze mostrano che ADAM10 regola la struttura e la funzione dei circuiti eccitatori esercitando attività proteolitica su una vasta gamma di proteine sinaptiche (Marcello, J. Neurosci. 2007; Malinverno, J. Neurosci. 2010; Suzuki, Neuron 2012; Marcello, J Clin Invest. 2013). La nostra ipotesi �? che disfunzioni dell¿attività dell¿enzima contribuiscano alle alterazioni del circuito-cortico striatale nella MH. I nostri esperimenti preliminari sostengono questa ipotesi ed indicano che: i. i livelli di ADAM10 attivo aumentano nel cervello di topi MH e nel tessuto autoptico del paziente con aumento della proteolisi dei substrati sinaptici dell¿enzima. ii. la somministrazione di un inibitore dell'attività di ADAM10 recupera i difetti morfologici in embrioni zebrafish che esprimono l'HTT mutata. iii. la somministrazione di inibitori di ADAM10 in fettine organotipiche di cervello di topo MH riduce il taglio delle proteine sinaptiche e stimola pathways neuroprotettivi. Suggeriamo, quindi, che l'aumento dei livelli di ADAM10 attivo nel cervello MH rappresenti l'inizio di una serie di eventi che determinano la proteolisi di proteine sinaptiche e in ultimo disfunzioni della struttura e dell'attività della sinapsi cortico-striatale, contribuendo alla patologia. Il primo obiettivo del progetto sarà estendere e validare i dati preliminari per valutare se l¿incremento dei livelli di enzima ADAM10 attivo �? un evento precoce nella MH. Inoltre, studieremo il meccanismo alla base di questa disfunzione mediante approcci di proteomica funzionale. Il secondo obiettivo sarà valutare l¿impatto dell¿aumentata produzione di ADAM10 attivo nella MH. Normalizzeremo l'attività di ADAM10 mediante una strategia basata sulla somministrazione di un peptide Tat-Pro ADAM10709¿729 che inibisce il trasporto di ADAM10 alla membrana post-sinaptica e la sua attivazione (Marcello, J Neurosci. 2007; Epis, Brain 2010). Mediante proteomica funzionale e differenziale studieremo se il trattamento recupera alterazioni strutturali della sinapsi. Condurremo, inoltre, analisi elettrofisiologiche, neuropatologiche e comportamentali. Risultati positivi permetteranno di proporre ADAM10 come nuovo bersaglio per lo sviluppo di farmaci che normalizzano l'attività dei circuiti sinaptici nella MH.

Principal Investigators:

CHIARA ZUCCATO

Financing institution:

MINISTERO DELL'ISTRUZIONE E DEL MERITO

Type:

PRIN2012 - PRIN bando 2012

Project leader:

UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI MILANO

Year:

2014

Duration:

Status:

Closed