Effetti della metanfetamina sull’espressione proteica in vitro ed in vivo

La metanfetamina (MA), sostanza d’abuso psicostimolante ampiamente diffusa, determina degenerazione dei terminali dopaminergici striatali attraverso vari meccanismi, i quali producono un aumento massivo di dopamina (DA) sia nel vallo sinaptico che nel citosol. Tale aumento causa autossidazione della DA stessa e porta alla produzione di specie altamente reattive all’interno del terminale nervoso, come radicali liberi e DA-chinoni (DAQ), che conducono a neurodegenerazione. La formazione di DAQ a seguito d’esposizione alla MA è una fase cruciale nello sviluppo di malattie neurodegenerative come la Malattia di Parkison (MdP); questo perché i DAQ si associano con una proteina presinaptica, l’alfa-sinucleina (di cui non è stata ancora chiarita l’effettiva funzione), che è in grado di formare protofibrille insolubili difficili da smaltire. Nel tentativo di tamponare la tossicità da DA ed alfa-sinucleina, la cellula racchiude questa proteina in aggregati multilamellari, detti corpi inclusi (o di Lewy), caratteristici proprio della MdP. Questi effetti indotti dalla MA hanno permesso di avere un modello riproducibile della malattia sia in vitro che in vivo e di poter studiare i meccanismi morfologici e biochimici che stanno alla base di tale patologia, in particolar modo ha permesso d’indagare quei meccanismi che portano alla formazione degli inclusi ed analizzare le loro caratteristiche. Partendo, dal dato ormai acquisito che le inclusioni indotte da MA contengono proteine appartenenti ai due sistemi di degradazione proteica, quali il sistema Ubiquitina-Proteasoma (UP) e l’autofagia, abbiamo cercato di analizzare come la MA possa modificare l’espressione di tali proteine alterando così la funzionalità di entrambi questi sistemi. Mediante tecniche di western blotting ed isolamento di corpi inclusi con un nuovo approccio metodologico, abbiamo osservato che MA (1 μM) in vitro causa un aumento nell’espressione di proteine appartenenti sia al sistema-UP (alfa-sinucleina e PA700) che alla via autofagica (Beclin-1, LC3II e Catepsina-D). In relazione a ciò, abbiamo valutato se la MA sia in grado di modificare l’espressione di proteine le quali, nella loro forma nativa, sono normalmente degradate dal sistema UP e/o dall’autofagia, ma la cui alterazione conformazionale o il loro accumulo, può essere legato all’insorgenza di malattie neurodegenerative. A tale proposito, abbiamo valutato, sia in vitro che in vivo, l’espressione di proteine quali la proteina prionica e l’alfa-sinucleina, due proteine in cui, o una modificazione conformazionale (proteina prionica) o un’aumento della loro espressione (alfa-sinucleina), possono portare all’insorgenza o della malattia da Prioni o della MdP. I dati ottenuti da questo studio permettono di concludere che la MA determina un aumento dell’espressione della proteina prionica cellulare così come dell’alfa-sinucleina che si accumulano nella cellula. In particolare per quanto riguarda la proteina prionica, questa tossina, alterando il suo normale smaltimento e determinando pertanto un’accumulo nella cellula, è in grado di indurre la conversione nella forma mutata di questa proteina che è responsabile della sua tossicità. In conclusione, i risultati ottenuti da questo studio, ci permettono di affermare che la MA non solo determina una tossicità dopaminergica riproducendo le caratteristiche tipiche della MdP dimostrando così di essere un buon modello per lo studio di tale patologia, ma che tale tossina va ad interferire sia con la via del proteasoma che con la via autofagica modulando l’espressione delle proteine appartenenti ad entrambi questi sistemi. In aggiunta, abbiamo dimostrato che la MA altera l’espressione di proteine come alfa-sinucleina e proteina prionica, comportandosi come una tossina ambientale in grado di causare patologie neurodegenerative