Giuseppe Valacchi
Alterata attivazione dell’Inflammasoma come nuovo aspetto della patogenesi della Sindrome di Rett
La sindrome di Rett (RTT), descritta per la prima volta nel 1966 dal medico Andreas Rett, è un raro disturbo del neurosviluppo che colpisce prevalentemente soggetti di sesso femminile e nel 90-95% dei casi, il disordine è causato da una mutazione nel gene MECP2.
Dopo uno sviluppo apparentemente normale nei primi 6-18 mesi di vita (e questo aspetto rende quasi impossibile l’accettazione della patologia da parte dei familiari), le pazienti vanno incontro ad una fase di regressione che comporta un rallentamento dell’apprendimento di nuove abilità e perdita delle capacità precedentemente acquisite come capacità di camminare, comunicare o usare le mani. Nella forma classica, la patologia evolve in quattro stadi e comprende una serie di manifestazioni sistemiche quali epilessia, insonnia, scoliosi, irritabilità, bruxismo, problemi gastrointestinali e respiratori, etc.
Ad oggi, la patogenesi della RTT, ovvero i meccanismi mediante i quali la mutazione di MECP2 determina l’insorgenza e l’evoluzione della malattia e dei suoi caratteristici sintomi, non è stata ancora del tutto chiarita.
Nell’ultimo decennio, diverse ricerche scientifiche hanno suggerito che una condizione, da noi definita “OxInflammation”, potrebbe essere coinvolta nella RTT. Tale fenomeno è caratterizzato dalla presenza simultanea di alterazioni dell’equilibrio ossidoriduttivo e della risposta immunitaria. In conseguenza di tali anomalie, le pazienti RTT mostrano uno stato infiammatorio cronico sistemico di basso grado, un’aumentata produzione di specie ossidanti e una ridotta efficienza dei sistemi di difesa antiossidante.
Sulla base di tali evidenze, in questo studio, abbiamo pertanto voluto indagare il possibile coinvolgimento di un macchinario molecolare definito inflammasoma nel processo oxinfiammatorio che caratterizza la RTT. Tale complesso multiproteico agisce come sensore intracellulare in grado di attivare una reazione infiammatoria in risposta a stimoli di varia natura tra i quali gli agenti ossidanti. In particolare, l’assemblaggio dell’inflammasoma NLRP3 con l’adattatore molecolare ASC, porta all’attivazione dell’enzima caspasi-1 che, a sua volta, induce la maturazione ed il rilascio di mediatori infiammatori (IL1β e IL18) con conseguente risposta infiammatoria sistemica. Questo sistema costituisce un importante meccanismo di difesa dell’immunità innata che può, tuttavia, se non ben regolato, aggravare patologie.
Nel nostro studio, abbiamo utilizzato cellule isolate da pazienti RTT e da soggetti sani per valutare lo stato di attivazione dell’inflammasoma e la sua capacità di risposta ad uno stimolo infiammatorio, quali il lipopolisaccaride (LPS) e l’adenosina trifosfato (ATP) che sono 2 noti attivatori di NLRP3. L’LPS è un componente della parete cellulare dei batteri gram negativi in grado di indurre la traslocazione nucleare del fattore di trascrizione NFkB e attivare la trascrizione dei componenti correlati all’inflammasoma, tra cui NLRP3 inattivo, proIL1β e proIL18. L’ATP, a sua volta, induce l’assemblaggio di NLRP3, ASC e procaspasi-1 in un complesso. Ciò innesca la trasformazione della procaspasi-1 in caspasi-1 la quale poi porta alla produzione e alla secrezione di IL1β e
IL18 maturi. La prima anomalia osservata nelle cellule RTT è stata la costitutiva attivazione della via di segnale regolata da NFkB e dell’inflammasoma NLRP3 in assenza di stimolo infiammatorio. Infatti, le cellule RTT non stimolate mostravano un’aumentata presenza nucleare di NFkB accompagnata da un significativo incremento dell’espressione genica e proteica di IL-1β rispetto alle cellule controllo. Inoltre, analizzando i livelli proteici di NLRP3 e ASC così come il loro assemblaggio, abbiamo osservato che questi elementi erano costitutivamente più espressi ed assemblati nelle cellule RTT per attivare la cascata infiammatoria. A conferma, abbiamo trovato che i livelli di ASC e IL18 in campioni di siero di pazienti RTT confermava la presenza di uno stato infiammatorio sistemico. Un’ulteriore alterazione delle funzioni cellulari nella RTT è emersa a seguito della stimolazione con LPS e ATP. In effetti, come atteso, tale stimolo proinfiammatorio induceva la traslocazione nucleare di NFkB, un aumento dell’espressione proteica di IL1β, NLRP3 e ASC come pure la loro associazione nelle cellule controllo. Tuttavia, tale risposta era assente nelle cellule RTT nelle quali non si osservavano ulteriori variazioni nell’entità di questi processi molecolari rispetto allo stato basale non stimolato.
In conclusione, il nostro studio ha evidenziato come l’attivazione costitutiva dell’inflammasoma NLRP3 giochi un ruolo chiave nello stato OxInflammatorio tipico della RTT, andando ad alimentare l’infiammazione cronica sistemica di basso grado osservata nelle pazienti RTT.