Comprendere meglio le modalità di diffusione della SLA
Chi ricorda l’Ice Bucket Challenge? La campagna sui social media che ha coinvolto chiunque, dalle celebrità ai politici, nel rovesciare secchi d’acqua ghiacciata sopra le loro teste? Dietro i video virali che hanno saturato i feed dei nostri social media c’era un tentativo di favorire la ricerca sulla SLA, come quella condotta dal progetto ExltALS (RNA-mediated intercellular miscommunication: role of extracellular vesicle cargos in Amyotrophic Lateral Sclerosis) finanziato dall'UE. Per saperne di più, abbiamo incontrato i coordinatori del progetto: il dott. Alessandro Quattrone, professore di Biologia Sperimentale presso l’Università di Trento, e Manuela Basso, ricercatrice principale presso il dipartimento di Biologia Cellulare, Computazionale e Integrata (CIBIO) presso l’Università di Trento. Cos’è la sclerosi laterale amiotrofica? Quattrone la definisce così: «La sclerosi laterale amiotrofica, o SLA, è un raro disturbo neurodegenerativo che colpisce innanzitutto i motoneuroni superiori e inferiori, provocando l’incapacità di controllare i movimenti in maniera volontaria. Come altre patologie neurodegenerative croniche, la SLA inizia da un punto focale prima di diffondersi all’intero sistema nervoso, compresi il cervello e il midollo spinale». Basso prosegue: «Con il diffondersi della malattia, i motoneuroni, quelli che controllano specifici movimenti muscolari, iniziano a degenerare: la persona inizia a provare difficoltà a deglutire o eseguire movimenti motori accettabili. Gradualmente vengono colpiti tutti i muscoli soggetti al controllo volontario, determinando la perdita dell’abilità di parlare, mangiare, muoversi e persino respirare». Pertanto, la maggior parte delle persone affette da SLA muore di insufficienza respiratoria, generalmente entro tre-cinque anni dalla manifestazione dei primi sintomi. Quali sono gli obiettivi che il progetto ExltALS si propone di realizzare? Quattrone afferma: «non esiste cura per la SLA, pertanto il nostro obiettivo è cercare di stabilire cosa determina la diffusione della malattia. Una volta scoperto questo, potremo iniziare a sviluppare strategie per arginare tale diffusione». Avete qualche indicazione in merito a cosa possa celarsi dietro la capacità della malattia di diffondersi tanto rapidamente? Basso afferma: «i motoneuroni sono sostenuti da cellule gliali, ossia cellule accessorie che, in base a quanto è stato dimostrato, svolgono un ruolo importante nella progressione della SLA. Una delle modalità con cui le cellule gliali e i neuroni comunicano è attraverso nanoparticelle chiamate vescicole extracellulari: si tratta di piccoli pezzi di cellule che possono formarsi in molti modi e che sono rilasciate dalle cellule costitutivamente, con un tasso di rilascio in crescita a causa di determinati stimoli. Per chiarire, le vescicole extracellulari possono essere raffigurate come tante navicelle spaziali lanciate dal Centro Spaziale, in questo caso la cellula, per raggiungere e quindi orbitare attorno ai pianeti vicini». Quattrone continua: «queste vescicole sono caricate con proteine, RNA e metaboliti che riflettono il contenuto dell’origine della cellula. Poiché le vescicole extracellulari sono sia assorbite dalle cellule vicine sia capaci di spostarsi verso la periferia del corpo (ossia, ogni sistema al di fuori del sistema nervoso centrale), possiamo usarle come biomarcatori, vale a dire una sostanza misurabile la cui presenza è indicativa di alcuni fenomeni, come le malattie. Identificare il contenuto delle vescicole extracellulari che genera tossicità ci permetterebbe di comprendere meglio come si diffonde la SLA e, possibilmente, di isolare i biomarcatori della malattia». Quali sono stati i risultati più importanti raggiunti dal progetto finora? Quattrone afferma: «Forse il risultato più importante è la capacità del progetto di generare nuove idee e collaborazioni interistituzionali. Per esempio, grazie alla nostra collaborazione con Manuela Basso, siamo stati in grado di depurare le vescicole extracellulari dalle cellule ai tessuti derivati da condizioni controllate e patologiche utilizzando una tecnica innovativa e ad alte prestazioni. Questo è un chiaro esempio del ruolo fondamentale svolto dalla collaborazione nella ricerca scientifica». Basso continua: «Insieme, siamo riusciti a caratterizzare il contenuto genomico e proteomico di queste vescicole e stiamo ora impostando nuovi metodi per determinare quali di questi componenti delle vescicole causano tossicità. Al tempo stesso, abbiamo analizzato le vescicole nel plasma di pazienti affetti da SLA e di pazienti di controllo (pazienti con distrofia neuropatica e muscolare sana). Da ciò, abbiamo rilevato un profilo univoco per la SLA, i cui risultati saranno riferiti in un prossimo studio». Durante la vostra ricerca, avete dovuto superare difficoltà impreviste? Basso risponde: «La difficoltà più grande che abbiamo affrontato è stata trovare un metodo di purificazione che potesse essere utilizzato rapidamente e in maniera efficiente e che fosse inoltre riproducibile e puro. Tuttavia, anche in questo caso abbiamo beneficiato della collaborazione di un altro gruppo di ricerca del CIBIO, che era in possesso di tale metodo. Siamo stati in grado di confrontare il loro metodo con quelli esistenti e poi di convalidarlo utilizzando un’ampia schiera di campioni». Quale aspetto del progetto vi rende più orgogliosi? Quattrone afferma: «Nel giro di pochi mesi, abbiamo istituito un canale di esperimenti che ci ha fornito l’opportunità di studiare il meccanismo della comunicazione intercellulare utilizzando modelli di SLA sia in vitro che in vivo. Siamo stati quindi in grado di convalidare i dati ottenuti da questi esperimenti con i campioni derivati da pazienti reali. Partendo da questo punto, potremmo capire meglio come le cellule comunicano tra loro tramite i nano-messaggi e come questa comunicazione influenzi le prestazioni e il benessere delle cellule. Sebbene non comprendiamo ancora la natura di questi nano-messaggi, grazie a progetti come ExltALS, ora siamo molto più vicini alla possibilità di decodificarli». Potrebbe specificare cosa intende per nano-messaggi? Quattrone spiega: «Se una vescicola extracellulare si genera da cellule malate, quali i motoneuroni in fase di degenerazione o cellule glia che non forniscono più supporto ai neuroni, esse conterranno molecole che riflettono questo danno e propagano il malfunzionamento. Il fatto che possiamo analizzare le vescicole extracellulari rilasciate da un midollo spinale malato nel plasma ci aiuta ad acquisire il messaggio dal midollo spinale senza dover eseguire una puntura lombare, che può essere molto dolorosa e invasiva per un paziente affetto da una condizione neurodegenerativa. Inoltre, stiamo esplorando la possibilità che il contenuto delle vescicole extracellulari possa essere usato come un biomarcatore per diagnosticare la malattia nelle sue fasi iniziali». Quale sarà il retaggio del progetto in seguito alla sua conclusione? Quattrone afferma: «Nonostante il progetto stesso termini a marzo 2019, siamo stati abbastanza fortunati da ricevere finanziamenti dal Ministero della Salute per continuare la nostra ricerca. Durante tale fase successiva, intendiamo studiare una più ampia piattaforma di scoperta dei biomarcatori nei campioni umani, il meccanismo funzionale delle vescicole extracellulari in relazione alla degenerazione dei motoneuroni e come inibire la diffusione di vescicole particolarmente anormali».
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