La malattia di Alzheimer, una delle forme di demenza più comuni, sta diventando sempre più predominante a causa dell’allungamento della vita. È stato osservato che, oltre all’invecchiamento, anche il processo neuroinfiammatorio cronico ha un ruolo importante nella neurodegenerazione e quindi nell’insorgenza di tali forme di malattia. In particolare, riveste grande importanza l’asse funzionale intestino-cervello dal momento che numerosissimi studi hanno evidenziato la produzione e, successiva, migrazione di fattori infiammatori dai distretti periferici a quelli centrali. Nell’infiammazione cronica alla base di patologie di tipo metabolico, cardiovascolare, neurodegenerativo e oncologico ha un ruolo di primaria importanza l’inflammasoma NLRP3. L’inflammasoma è un complesso multiproteico al cui assemblaggio contribuiscono tre proteine: la proteina sensore NLRP3, con dominio pirinico ammino-terminale (PYD), un dominio centrale di legame ai nucleotidi e oligomerizzazione (NOD) e un dominio C-terminale di ripetizione ricco di leucina (LRR); l’ASC e la pro-caspasi 1. L’attivazione di NLRP3 genera citochine proinfiammatorie come IL-1β e IL-18 che favoriscono l’insorgenza di un’infiammazione cronica e, conseguentemente, lo sviluppo di malattie neurodegenerative. Lo scopo del presente studio è stato quello di analizzare gli effetti dell’inibizione selettiva dell’inflammasoma a livello periferico e, in generale, dell’infiammazione intestinale e valutare la possibile modulazione di parametri molecolari a livello centrale, al fine di contrastare il deficit cognitivo e le disfunzioni tipiche della malattia di Alzheimer. Nel presente studio, sono stati utilizzati topi SAMP8, che sviluppano precocemente disfunzione cognitiva, fosforilazione della p-Tau e accumulo del peptide Aβ e topi sani, SAMR1, con lo stesso background genetico. Un gruppo di animali SAMP8 è stato trattato con un inibitore selettivo di NLRP3, denominato composto INF176, mentre un altro gruppo è stato trattato con Palmitoiletanolamide (PEA), nota per le sue proprietà antinfiammatorie. È stata valutata la performance cognitiva attraverso test comportamentale, mentre, attraverso analisi Western Blot ed ELISA, l’espressione di marcatori di malattia (p-Tau e Aβ), fattori dell’infiammazione (NLRP3, caspasi 1, ASC, IL-1β), fattori dell’immunità innata (TLR2/4, NFkB attivo e non attivo), fattori antiossidanti (SOD1), perossidazione lipidica (MDA), fattore di neuroprotezione (SIRT1), fattore di neuroinfiammazione (Iba1) e marcatore di integrità di barriera (Claudina1),. La somministrazione di INF176 e di PEA contrasta l’infiammazione intestinale. In particolare, INF176 pur non essendo assorbito a livello intestinale, è capace di ridurre i processi neurodegenerativi e il deperimento cognitivo a livello centrale. Tali evidenze sostengono l’ipotesi di un nuovo possibile approccio terapeutico basato sulla modulazione dell’attività dell’NLRP3 coinvolto nell’infiammazione intestinale che risulta associata allo sviluppo della malattia di Alzheimer.

EFFETTI DELL’INIBIZIONE PERIFERICA DELL’INFLAMMASOMA NLRP3 SUI PROCESSI NEURODEGENERATIVI A LIVELLO CENTRALE IN UN MODELLO MURINO DI ALZHEIMER

MARINUZZI, NATALE LUCA
2021/2022

Abstract

La malattia di Alzheimer, una delle forme di demenza più comuni, sta diventando sempre più predominante a causa dell’allungamento della vita. È stato osservato che, oltre all’invecchiamento, anche il processo neuroinfiammatorio cronico ha un ruolo importante nella neurodegenerazione e quindi nell’insorgenza di tali forme di malattia. In particolare, riveste grande importanza l’asse funzionale intestino-cervello dal momento che numerosissimi studi hanno evidenziato la produzione e, successiva, migrazione di fattori infiammatori dai distretti periferici a quelli centrali. Nell’infiammazione cronica alla base di patologie di tipo metabolico, cardiovascolare, neurodegenerativo e oncologico ha un ruolo di primaria importanza l’inflammasoma NLRP3. L’inflammasoma è un complesso multiproteico al cui assemblaggio contribuiscono tre proteine: la proteina sensore NLRP3, con dominio pirinico ammino-terminale (PYD), un dominio centrale di legame ai nucleotidi e oligomerizzazione (NOD) e un dominio C-terminale di ripetizione ricco di leucina (LRR); l’ASC e la pro-caspasi 1. L’attivazione di NLRP3 genera citochine proinfiammatorie come IL-1β e IL-18 che favoriscono l’insorgenza di un’infiammazione cronica e, conseguentemente, lo sviluppo di malattie neurodegenerative. Lo scopo del presente studio è stato quello di analizzare gli effetti dell’inibizione selettiva dell’inflammasoma a livello periferico e, in generale, dell’infiammazione intestinale e valutare la possibile modulazione di parametri molecolari a livello centrale, al fine di contrastare il deficit cognitivo e le disfunzioni tipiche della malattia di Alzheimer. Nel presente studio, sono stati utilizzati topi SAMP8, che sviluppano precocemente disfunzione cognitiva, fosforilazione della p-Tau e accumulo del peptide Aβ e topi sani, SAMR1, con lo stesso background genetico. Un gruppo di animali SAMP8 è stato trattato con un inibitore selettivo di NLRP3, denominato composto INF176, mentre un altro gruppo è stato trattato con Palmitoiletanolamide (PEA), nota per le sue proprietà antinfiammatorie. È stata valutata la performance cognitiva attraverso test comportamentale, mentre, attraverso analisi Western Blot ed ELISA, l’espressione di marcatori di malattia (p-Tau e Aβ), fattori dell’infiammazione (NLRP3, caspasi 1, ASC, IL-1β), fattori dell’immunità innata (TLR2/4, NFkB attivo e non attivo), fattori antiossidanti (SOD1), perossidazione lipidica (MDA), fattore di neuroprotezione (SIRT1), fattore di neuroinfiammazione (Iba1) e marcatore di integrità di barriera (Claudina1),. La somministrazione di INF176 e di PEA contrasta l’infiammazione intestinale. In particolare, INF176 pur non essendo assorbito a livello intestinale, è capace di ridurre i processi neurodegenerativi e il deperimento cognitivo a livello centrale. Tali evidenze sostengono l’ipotesi di un nuovo possibile approccio terapeutico basato sulla modulazione dell’attività dell’NLRP3 coinvolto nell’infiammazione intestinale che risulta associata allo sviluppo della malattia di Alzheimer.
2021
EFFECTS OF NLRP3 INFLAMMASOME INHIBITION AT PERIPHERAL LEVEL ON NEURODEGENERATIVE PROCESSES AT CENTRAL LEVEL IN AN ALZHEIMER'S MOUSE MODEL
NLRP3
ALZHEIMER
GUT
NEUROINFLAMMATION
BRAIN
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