Le indagini in vitro sui metalli pesanti come possibili colpevoli della paralisi sopranucleare (PSP)

La paralisi sopranucleare progressiva (PSP) è una malattia neurodegenerativa progressiva inarrestabile che presenta tipicamente instabilità posturale, tra cui andatura ed equilibrio e lo sviluppo di ulteriori sintomi motori, cognitivi e comportamentali con la progressione della malattia. Dal punto di vista clinico, la PSP è spesso classificata tra i disturbi parkinsoniani a causa della bradicinesia e della rigidità “a ruota dentata” dovuta al coinvolgimento dei neuroni dopaminergici nel tronco encefalico e nei gangli della base. Neuropatologicamente, la PSP è considerata una tauopatia caratterizzata dalla presenza di aggregati citosolici di proteina tau nei neuroni colpiti. Nelle tauopatie, la tau patologica perde la sua capacità di legarsi ai microtubuli, causando l’interruzione del trasporto assonale e contribuendo alla morte neuronale. Contrariamente ad altre tauopatie come la malattia di Alzheimer, la PSP ha un’incidenza relativamente bassa (rispettivamente 1.000 per 100.000 e 1–2 per 100.000 all’anno). I meccanismi alla base della patologia tau e della morte neuronale nella PSP sono in gran parte sconosciuti. Sebbene le mutazioni in diversi geni, incluso MAPT (il gene che codifica per la proteina tau) siano state associate alla PSP, la maggior parte dei casi della malattia non presenta variazioni e / o mutazioni genetiche.

È stato anche riferito che l’esposizione alle tossine ambientali aumenta il rischio di PSP sporadica. Di recente, un gruppo di 92 pazienti PSP sporadici è stato documentato a Wattrelos, una piccola città nel nord della Francia che ospita industrie legate al metallo dalla metà del XIX secolo. I pazienti con PSP nel cluster Wattrelos non erano collegati alla famiglia, avevano diversi background genetici e nessuna storia familiare nota di PSP. Inoltre, un recente rapporto del governo francese ha mostrato che i metalli pesanti cromo (Cr), nichel (Ni) e cadmio (Cd) stavano contaminando molto l’ambiente di Wattrelos. Pertanto, sebbene non sia stata eseguita un’analisi genetica molecolare, è improbabile che il cluster Wattrelos sia dovuto a cause ereditarie o genetiche. Piuttosto, gli autori hanno ipotizzato che la presenza del cluster PSP potesse essere correlata all’esposizione ambientale a quei metalli pesanti dallo smaltimento improprio di rifiuti industriali in aree residenziali. I metalli pesanti sono metalli che possono avere effetti negativi sugli organismi viventi. Nell’uomo, l’esposizione a lungo termine a un’elevata concentrazione di metalli pesanti è collegata a diversi disturbi neurologici, tra cui la sclerosi multipla, il morbo di Parkinson, il morbo di Alzheimer e l’atrofia muscolare spinale.

Dal punto di vista tossicologico, la comprensione della tolleranza neuronale contro lo stress indotto da metalli pesanti potrebbe far luce sulle cause della PSP sporadica e di altre malattie neurodegenerative. Pertanto, un team congiunto di scienziati del Centre Hospedaliere de Wattrelos, della Rutgers University e del Baylor College of Medicine di Houston, ha ipotizzato che l’esposizione a Cr, Ni e Cd potrebbe contribuire allo sviluppo della PSP nella regione di Wattrelos, in Francia. Hanno studiato gli effetti neurotossici di cromo, nichel e cadmio utilizzando due diversi modelli di cellule umane: neuroni pluripotenti indotti (iPSC) indotti da neuroni (iNeuron) portatori di una mutazione correlata alla PSP nel gene MAPT; e cellule di neuroblastoma (indifferenziate e differenziate). L’esposizione a tre metalli pesanti (Cr, Ni e Cd) che contaminano una regione geografica associata a un gruppo di pazienti PSP sporadici ha indotto neurotossicità dose-dipendente in vitro. È interessante notare che iNeuron che trasportavano la variante tau R406W relativa alla PSP tendevano ad essere più sensibili alla morte cellulare indotta da Cr e Ni. Sorprendentemente, il trattamento al cadmio era ugualmente ed altamente tossico sia per i normali neuroni che per quelli con mutazione MAPT.

Poiché la PSP è caratterizzata in parte dalla perdita di neuroni dopaminergici nel mesencefalo, i ricercatori hanno studiato se l’esposizione a metalli pesanti influisce su questo tipo neuronale. Di conseguenza, si sono rivolti alle cellule SH-SY5Y, una linea cellulare di neuroblastoma che può essere facilmente differenziata in cellule simili a neuroni dopaminergici. Sia il trattamento con Cr che con Ni hanno indotto morte cellulare significativa in modo dose-dipendente in cellule sia differenziate che non differenziate. È interessante notare che le cellule non differenziate erano più sensibili al trattamento Cr mentre le cellule differenziate erano più sensibili all’esposizione al Ni. Inoltre, le dosi neurotossiche di Cr e Ni hanno aumentato i livelli e lo stato di fosforilazione della proteina tau in vitro, collegando l’esposizione di metalli pesanti con lo sviluppo di tauopatie come la PSP. Ciò indurrebbe un fallimento nella degradazione delle proteine ​​tau che porta all’accumulo di forme iperfosforilate di tau. Sebbene siano necessari ulteriori esperimenti per capire in che modo i metalli pesanti inducono la neurodegenerazione, i ricercatori ritengono che l’esposizione ad alcune tossine ambientali possa accelerare la morte neurale nei portatori di mutazioni PSP. Ciò spiegherebbe perché non tutte le persone esposte allo stesso modo svilupperebbero la condizione o altre malattie simili.

E come vale sul lavoro, così potrebbe essere al di fuori delle esposizioni professionali.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Alquezar C et al. Sci Reports 2020; 10:569-571.

Ygland E et al. Alzheimers Res Ther 2018; 10:2.

Boxer AL et al. Lancet Neurol. 2017; 16:552–563.

Litvan I et al. Moviment Disord. 2016; 31:644–52.

0 0 vote
Article Rating
Informazioni su Dott. Gianfrancesco Cormaci 2450 Articoli
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it
Subscribe
Notificami

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.

0 Commenti
Inline Feedbacks
View all comments