Alterazioni della neurotrasmissione dopaminergica in topi transgenici Engrailed doppi eterozigoti.

Introduzione: I geni Engrailed, En1 ed En2, sono fattori di trascrizione a omoedominio necessari allo sviluppo ed al mantenimento dei neuroni dopaminergici mesencefalici. I neuroni dopaminergici mesencefalici rappresentano la più importante fonte di dopamina del cervello e controllano funzioni fondamentali quali la gratificazione e l’attività motoria. La neurodegenerazione dei neuroni dopaminergici nigrostriatali rappresenta la caratteristica neuropatologica della Malattia di Parkinson (PD). E’ stato recentemente osservato che l’inattivazione parziale dei due geni Engrailed En1+/-/En2-/- produce una perdità progressiva di neuroni dopaminergici che riproduce la neurodegenerazione tipica della malattia di Parkinson. Inoltre era stato precedentemente suggerito che la sopravvivenza dei neuroni dopaminergici mesencefalici fosse regolata dai geni Engrailed in modo gene-dose dipendente. Scopo del lavoro: In questo studio è stata effettuata un analisi approfondita del sistema dopaminergico nigrostriatale in topi En1+/-/En2+/- allo scopo di confermare l’effetto Engrailed gene-dose dipendente, sulla sopravvivenza dei neuroni dopaminergici mesencefalici, ed evidenziare una deficienza di dopamina. Materiali e Metodi: Topi En1+/-/En2+/-, ottenuti mediante l’incrocio di En1+/-/En2+/- e En2+/-, sono stati genotipizzati utilizzando la tecnica della PCR con primer precedentemente disegnati. L’analisi si contenuto di dopamina è stata effettuata mediante HPLC accoppiata a rivelatore elettrochimico. In parallelo, l’analisi istologica del tessuto cerebrale è stata effettuata mediante tecniche di immunoistochimica con rivelazione cromatica o in fluorescenza. La conta delle cellule dopaminergiche è stata effettuata con l’aiuto di un software specializzato. Risultati: E’ stata osservata una diminuzione del 50% nel contenuto di dopamina nel nucleo striato di topi En1+/-/En2+/- rispetto ai controlli En2+/-. In particolare si è osservato un aumento progressivo della deplezione dopaminergica a 6 e 12 mesi di età. La conta dei neuroni dopaminergici non ha indicato alcuna differenza nel numero di cellule nel tempo nei topi En1+/-/En2+/- rispetto ai controlli En2+/-, o nella distribuzione dei neuroni all’interno del mesencefalo. Questi risultati suggeriscono che le alterazioni a livello di neurotrasmissione dopaminergica osservate non sono imputabili ad una perdita di cellule dopaminergiche ma probabilmente a modificazioni delle proiezioni dopaminergiche al nucelo striato. Per confermare questa ipotesi è stata effettuata un analisi della distribuzione, sia a livello qualitativo che quantitativo, delle fibre dopaminergici a livello dello striato. Conclusioni: L’analisi presentata in questo studio ha messo in evidenza come l’inattivazione parziale dei geni Engrailed nei topi En1+/-/En2+/- produce alterazioni a carico del sistema dopaminergico. In particolare è stata osservata una diminuzione del contenuto di dopamina ed alterazioni delle terminazioni dopaminergiche a livello striatale, mentre non vi sono alterazioni nella distribuzione e nel numero delle cellule dopaminergiche a livello del mesencefalo. Quest’analisi ha messo in evidenza un nuovo modello di deplezione dopaminergica su cui sarà possibile studiare l’instaurarsi di meccanismi di compenso a livello dei circuiti cerebrali su quali la dopamina ha un effetto neuromodulatorio