L’Atassia SpinoCerebellare 28 (SCA28) è una patologia autosomica dominante caratterizzata da atassia cerebellare progressiva e difetti oculomotori. Il gene mutato AFG3L2 (18p11.21) codifica per la proteina omonima facente parte del complesso esamerico mitocondriale m-AAA proteasi (ATPases Associated with a variety of cellular Activities). Mediante analisi di espressione GenomeWide sono stati confrontati gli RNA estratti da linee linfoblastoidi (LCL) di quattro pazienti SCA28 (G671R, T654I, M666T e M666V) e sei controlli sani. I dati ottenuti hanno evidenziato 117 geni differenzialmente espressi nei pazienti rispetto ai controlli che sono stati raggruppati in cluster omogenei con l’aiuto dei software Gene Ontology e NCBI. Sono risultati alterati i pathways coinvolti nella 1) regolazione della crescita cellulare; 2) apoptosi; 3) risposta agli stress ossidativi. L’implicazione dei pathways è stata confermata con esperimenti funzionali sulle linee cellulari linfoblastoidi di sette pazienti e altrettanti controlli sani. 1) La velocità di proliferazione cellulare delle linee LCL dei pazienti SCA28 è minore rispetto ai controlli sani (p<0,001) e l’analisi del ciclo cellulare ha evidenziato un incremento del 15% rispetto ai controlli della percentuale di cellule ferme in fase G0/G1 nelle linee dei pazienti (p<0,001). 2) Le linee SCA28 dimostrano un aumentata mortalità cellulare: solo il 40% delle cellule SCA28 risulta vitale mentre nei controlli la vitalità è del 60% (p<0,005). 3) I livelli di perossidazione lipidica delle linee SCA28 sono aumentati rispetto alle linee di controlli sani, in condizioni basali (p<0.05). Infine è stata valutata la funzionalità mitocondriale, senza tuttavia riuscire ad evidenziare alcun difetto specifico a carico dei mitocondri. In conclusione, l’analisi di espressione Genome Wide seppur effettuata su LCL dei pazienti SCA28, un tessuto non direttamente colpito dalla patologia, ha permesso l’identificazione di tre pathways correlabili con la malattia. La diminuzione della crescita e proliferazione cellulare, l’aumento della mortalità e l’incremento dei livelli di stress ossidativo dimostrati nelle linee dei pazienti potrebbero spiegare in parte la patogenesi della SCA28 e permettere l’identificazione di futuri approcci terapeutici per le SCA.
Identification of pathogenic mechanisms of Spinocerebellar Ataxia, type 28 (SCA28).
MANCINI, CECILIA;LO BUONO, NICOLA;GAZZANO, Elena;BRUSSINO, Alessandro;FUNARO, Ada;GHIGO, Dario Antonio;BRUSCO, Alfredo
2012-01-01
Abstract
L’Atassia SpinoCerebellare 28 (SCA28) è una patologia autosomica dominante caratterizzata da atassia cerebellare progressiva e difetti oculomotori. Il gene mutato AFG3L2 (18p11.21) codifica per la proteina omonima facente parte del complesso esamerico mitocondriale m-AAA proteasi (ATPases Associated with a variety of cellular Activities). Mediante analisi di espressione GenomeWide sono stati confrontati gli RNA estratti da linee linfoblastoidi (LCL) di quattro pazienti SCA28 (G671R, T654I, M666T e M666V) e sei controlli sani. I dati ottenuti hanno evidenziato 117 geni differenzialmente espressi nei pazienti rispetto ai controlli che sono stati raggruppati in cluster omogenei con l’aiuto dei software Gene Ontology e NCBI. Sono risultati alterati i pathways coinvolti nella 1) regolazione della crescita cellulare; 2) apoptosi; 3) risposta agli stress ossidativi. L’implicazione dei pathways è stata confermata con esperimenti funzionali sulle linee cellulari linfoblastoidi di sette pazienti e altrettanti controlli sani. 1) La velocità di proliferazione cellulare delle linee LCL dei pazienti SCA28 è minore rispetto ai controlli sani (p<0,001) e l’analisi del ciclo cellulare ha evidenziato un incremento del 15% rispetto ai controlli della percentuale di cellule ferme in fase G0/G1 nelle linee dei pazienti (p<0,001). 2) Le linee SCA28 dimostrano un aumentata mortalità cellulare: solo il 40% delle cellule SCA28 risulta vitale mentre nei controlli la vitalità è del 60% (p<0,005). 3) I livelli di perossidazione lipidica delle linee SCA28 sono aumentati rispetto alle linee di controlli sani, in condizioni basali (p<0.05). Infine è stata valutata la funzionalità mitocondriale, senza tuttavia riuscire ad evidenziare alcun difetto specifico a carico dei mitocondri. In conclusione, l’analisi di espressione Genome Wide seppur effettuata su LCL dei pazienti SCA28, un tessuto non direttamente colpito dalla patologia, ha permesso l’identificazione di tre pathways correlabili con la malattia. La diminuzione della crescita e proliferazione cellulare, l’aumento della mortalità e l’incremento dei livelli di stress ossidativo dimostrati nelle linee dei pazienti potrebbero spiegare in parte la patogenesi della SCA28 e permettere l’identificazione di futuri approcci terapeutici per le SCA.
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