Unraveling the physiopathological role of sacsin, the protein mutated in autosomal recessive spastic ataxia of Charlevoix–Saguenay (ARSACS)
Year: 2023
Type: dissertation
Abstract: L'atassia spastica recessiva autosomica di Charlevoix-Saguenay (ARSACS) è un disturbo neurodegenerativo causato da mutazioni di perdita di funzione nel gene SACS che codifica per sacsina, una proteina multimodulare di 520 kDa il cui ruolo è poco compreso. ARSACS si caratterizza per un'insorgenza precoce dell'atassia cerebellare, seguita da spasticità e neuropatia sensomotoria. I pazienti con ARSACS e il modello di topo Sacs-/- mostrano una perdita selettiva di neuroni di Purkinje (PNs) nei lobuli anteriori. I pazienti con ARSACS presentano una variabilità fenotipica intra- e interfamiliare, senza una chiara correlazione genotipo-fenotipo. Al momento non esistono trattamenti disponibili né sono in corso trial clinici. Sacsina è espressa nel sistema nervoso centrale (SNC) con i livelli più alti nei neuroni di Purkinje nel cervelletto. L'ARSACS è caratterizzata da un insolito impacchettamento anomalo di neurofilamenti riportato sia nell'autopsia del cervello di pazienti ARSACS che nelle sezioni di cervello di topi Sacs-/-. Un'altra caratteristica citopatologica riportata in modelli cellulari di ARSACS è l'alterazione della morfologia e del metabolismo mitocondriale. Tuttavia, il legame meccanicistico tra la funzione di sacsina e le alterazioni di neurofilamenti, e la connessione tra le alterazioni mitocondriali e i neurofilamenti con la degenerazione dei neuroni di Purkinje non sono stati valutati a fondo, rallentando anche gli approcci terapeutici. Valutando il livello e il turnover di sacsina in un pannello di cellule di pazienti ARSACS con diverse mutazioni, abbiamo fornito prove che sacsina è sempre assente o sensibilmente ridotta indipendentemente dalla natura della mutazione nel gene SACS. Per le mutazioni missense di SACS, che sono la maggioranza, abbiamo dimostrato che ciò è dovuto alla degradazione precoce cotraduzionale delle catene nascenti di sacsina. Questo meccanismo è stato osservato per la prima volta come causa di una malattia umana e spiega la mancanza di correlazione genotipo-fenotipo in ARSACS. Inoltre, documentiamo qui una fosforilazione insufficiente alle code C-terminali dei neurofilamenti che causa un maggior compattamento delle fibre di neurofilamenti nel cervelletto dei topi Sacs-/-. Questo è il primo evento molecolare della malattia, il quale causa un alterato trasporto di organelli nei neuroni di Purkinje. Ho quantificato e valutato questo fenotipo sia in neuroni di Purkinje Sacs-/- che in cellule SH-SY5Y SACS-/-. Capire la patologia molecolare d ARSACS ha reso possibile razionalizzare un approccio di terapia genica. Ho valutato un versione miniaturizzata di sacsin (minisacsin) adatta per il trasferimento genico mediato da vettori virali adenoassociati. Usando il compattamento di neurofilamenti come parametro, ho dimostrato che minisacsin non è tossica ed è funzionale.
Author: DE RITIS, DANIELE
Language: English
Subfield: Cellular and Molecular Neuroscience
Field: Neuroscience
Domain: Life Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W7218128125