Background: La Malattia di Parkinson (MP) è una patologia neurodegenerativa progressiva caratterizzata da un quadro sindromico eterogeneo e complesso la cui eziopatogenesi, non nota, si ritiene sostenuta da complicate interazioni multifattoriali ambientali e genetiche. I processi di regolazione epigenetica come la metilazione, che modulando la espressione del DNA sottendono alla differenziazione dei fenotipi cellulari e sono coinvolti in funzioni complesse, sono considerati modalità cardine attraverso cui l'ambiente esercita il suo effetto sul genoma. Il grado di degenerazione nigrostriatale dopaminergica, evento base della fenomenologia motoria della MP e discusso anche in relazione alle complesse alterazioni cognitive, valutabile mediante esame postmortem, è attualmente misurabile in vivo con neuroimaging funzionale con DaTScan. Recentemente una interessante linea di ricerca ha caratterizzato il sistema dopaminergico dei linfociti periferici (PBL), offrendo un modello cellulare di studio per varie patologie neuropsichiatriche. Una variazione geneticamente determinata della espressione di DAT potrebbe spiegare la vulnerabilità dei neuroni dopaminergici nella MP.
Obiettivo dello studio: Valutazione multimodale di determinanti clinici, neuropsicologici, genetico-molecolari (polimorfismo e metilazione gene DAT-1/SLC3A6), neuroradiologici (SPECT DaTScan 123I FP CIT; scintigrafia miocardica 123I MIBG) di una popolazione di 100 pazienti con nuova diagnosi di MP, drug-naïve, e pari gruppo di soggetti sani.
Endpoint primari:
- Valutazione polimorfismo e grado di metilazione di un frammento di circa 300 bp a livello della regione UTR al 5' del I esone DAT-1/SLC3A6, con funzione di regolatore della trascrizione, nei PBL; quantificazione del grado di trascrizione di mRNA.
- Analisi della relazione tra grado di metilazione genica e espressione di DAT a livello dei circuiti nigrostriatali (DaTScan);
Endpoint secondari: correlazione tra assetto genico e variabili cliniche.
Lo studio delle modificazioni epigenetiche, area ancora ampiamente inesplorata, apre ampi orizzonti di ricerca sulla eziopatogenesi tuttora sconosciuta di patologie neurodegenerative complesse come la malattia di Parkinson, fornendo il possibile link di interazione mancante tra genoma ed ambiente. Le patologie neurodegenerative costituiscono ottimi candidati per la identificazione di fattori di suscettibilità, e potrebbero fornire elementi utili per studi su altre condizioni complesse quali cancro, patologie autoimmuni, alterazioni della plasticità e sindromi da alterata maturazione del SNC in relazione ad apprendimento e memoria. Gli studi epigenetici devono necessariamente prevedere un disegno che sia in grado di definire causa ed effetti nello sviluppo delle sindromi. La determinazione combinata di biomarcatori periferici specifici, che consentano di valutare il grado di modulazione della espressione genica in relazione alle modificazioni degenerative tissutali e al deterioramento funzionale, neurofisiologico e neurotrasmettitoriale, e che sottendono alla complessità sindromica, potrebbe fornire una chiave a supporto della comprensione dei complessi meccanismi di neurodegenerazione a vari livelli nel SNC.
Le nuove avvincenti linee di ricerca che hanno caratterizzato il sistema dopaminergico, in termini di recettori e neurotrasmettitori, a livello dei linfociti circolanti periferici (PBL), consentono una chiave di accesso fondamentale per la determinazione in vivo mediante metodiche non invasive, di indicatori da correlare a degenerazione dopaminergica centrale.
La determinazione dei rapporti che regolano questi complessi meccanismi di interazione a più livelli offre uno strumento fondamentale ai fini della futura individuazione di trattamenti specifici disease-modifying che possano interferire con sviluppo e decorso della patologia, al momento assolutamente non disponibili per la MP come per la maggior parte della patologie neurodegenerative.
Considerato il ruolo preminente dello squilibrio funzionale derivante dalla degenerazione del sistema dopaminergico nella MP, una particolare attenzione merita lo studio dell¿assetto epigenetico dei determinanti il metabolismo della dopamina (DA), la cui modulazione influenzerebbe sviluppo e decorso della malattia. In particolare l'espressione della proteina recettoriale Dopamine Active Transporter-1 (DAT-1), ampiamente e dinamicamente espressa a livello dei neuroni dopaminergici del pathway mesostriatale, media il rilascio del neurotrasmettitore modulando il signaling della DA. Il gene SLC6A3-DAT1, è espresso in modo robusto nei neuroni mesencefalici dopaminergici, ma in pochi altri tipi cellulari. L'espressione del gene DAT1 e quindi il livello della proteina codificata controlla la trasmissione dopaminergica, costituendo un elemento cardine nello studio delle disfunzioni legate alla degenerazione neuronale specifica della MP e al suo rimaneggiamento, in relazione a fenomeni di plasticità maladattativa. Il DAT è dunque un target fondamentale di studio per l'analisi dei fattori causali di malattia, oltre che per il monitoraggio eventuale della sua progressione e la valutazione della risposta al trattamento. Una migliore comprensione della regolazione della espressione genomica dei livelli di proteina DAT potrebbe sostenere lo studio futuro di strategie terapeutiche non solo nella MP, ma anche nelle sindromi da abuso di sostanze e di maturazione cerebrale disfunzionale.
Il disegno dello studio proposto in questo progetto di ricerca, mirato alla valutazione di soggetti con MP in fase precoce e prima diagnosi, non ancora esposti a trattamento farmacologico dopaminergico, è rivolto a cercare di stabilire una possibile connessione tra meccanismi di regolazione del genoma ed espressione e prodotto dello stesso, da rapportare a evidenze cliniche e strumentali rappresentative della funzionalità di strutture nervose responsabili del quadro sindromico di malattia, oltre che ad individuare elementi di suscettibilità a sviluppare diversi sottotipi clinici della stessa. L'ipotesi di studio alla base del progetto di ricerca presentato non risulta allo stato attuale esplorata in altri studi scientifici disponibili in letteratura.