SLA: A caccia di indizi nel sangue! I microRNA come spie della malattia

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante nel mondo della ricerca sulla Sclerosi Laterale Amiotrofica, o SLA. È una malattia che colpisce i motoneuroni, quelle cellule nervose speciali che controllano i nostri muscoli, e purtroppo ancora oggi presenta molte sfide, sia nella diagnosi che nella comprensione dei suoi meccanismi più profondi.

Immaginate il nostro corpo come una complessa rete di comunicazione. A volte, in questa rete, i messaggi si alterano, si perdono, o vengono interpretati male. Nella SLA, sospettiamo che uno dei problemi chiave sia legato a come vengono “letti” e utilizzati i nostri geni, un fenomeno che chiamiamo tossicità mediata dall’RNA. In particolare, ci siamo concentrati su dei minuscoli ma potentissimi regolatori chiamati microRNA (miRNA).

Piccoli Regolatori, Grandi Effetti: Cosa sono i miRNA?

Pensate ai miRNA come a degli interruttori molecolari. Sono piccole molecole di RNA che non diventano proteine, ma hanno il compito fondamentale di accendere o spegnere altri geni. Quando l’espressione di questi miRNA si altera, può innescare una cascata di eventi con conseguenze importanti, specialmente nel delicato equilibrio del sistema nervoso.

Nella SLA, diversi studi hanno già mostrato che i livelli di specifici miRNA sono sballati, sia nei pazienti che nei modelli sperimentali. Queste alterazioni sembrano influenzare processi cruciali coinvolti nella malattia, come lo stress ossidativo, l’eccessiva eccitazione delle cellule nervose, l’accumulo di proteine anomale e l’infiammazione. Ecco perché c’è tanto interesse nel capire se questi miRNA possano diventare dei biomarcatori: segnali precoci per la diagnosi, indicatori per seguire l’andamento della malattia o persino bersagli per nuove terapie.

Messaggeri nel Sangue: Le Vescicole Extracellulari

Ma come possiamo “ascoltare” questi messaggi molecolari senza dover accedere direttamente al cervello o al midollo spinale, cosa ovviamente complessa e invasiva? Qui entrano in gioco le vescicole extracellulari (EVs). Sono come delle minuscole “navicelle” che le cellule rilasciano nel sangue (e in altri fluidi corporei). Ne esistono principalmente di due tipi che abbiamo studiato:

• Microvescicole (MVs): Più grandi (100-1000 nm), si formano per gemmazione diretta dalla membrana della cellula.
• Esosomi (EXOs): Più piccoli (30-150 nm), si formano all’interno della cellula e vengono poi rilasciati.

La cosa incredibile è che queste vescicole trasportano un carico prezioso, inclusi i nostri miRNA! Possono viaggiare nel corpo e consegnare il loro contenuto ad altre cellule, influenzandone il comportamento. È un po’ come se le cellule si scambiassero dei “post-it” molecolari. Nella SLA, si pensa che le EVs possano contribuire alla diffusione della malattia trasportando molecole “difettose”, ma potrebbero anche essere una finestra unica per spiare cosa sta succedendo a livello molecolare.

Oltre alle EVs, abbiamo analizzato anche le cellule mononucleate del sangue periferico (PBMCs), che sono cellule immunitarie circolanti. Anche loro possono riflettere lo stato infiammatorio e molecolare generale del corpo.

La Nostra Indagine: Confrontare i Profili miRNA

Il nostro obiettivo era proprio questo: confrontare i profili dei miRNA presenti negli esosomi (EXOs), nelle microvescicole (MVs) e nelle cellule PBMCs prelevate da pazienti con SLA sporadica (la forma più comune, non legata a mutazioni genetiche note specifiche come SOD1, C9orf72, etc.) e da persone sane (i nostri controlli). Volevamo capire:

• Ci sono miRNA espressi in modo diverso tra pazienti e controlli?
• Questi miRNA sono specifici per un tipo di “compartimento” (EXOs, MVs, PBMCs)?
• Quali geni potrebbero essere regolati da questi miRNA specifici della SLA e quali processi biologici potrebbero influenzare?

Abbiamo reclutato 26 pazienti con SLA e 11 controlli sani, simili per età e sesso. Da ognuno abbiamo prelevato un campione di sangue e, con tecniche specifiche, abbiamo isolato le PBMCs, gli EXOs e le MVs dal plasma. Poi, abbiamo estratto l’RNA da ciascun campione e utilizzato una tecnica avanzata chiamata miRNA-sequencing (miRNA-seq). È come leggere l’intero “catalogo” dei miRNA presenti in quel campione, contando quante copie ci sono di ciascuno.

Risultati Sorprendenti: Firme Diverse in Compartimenti Diversi

I risultati sono stati davvero interessanti! Abbiamo trovato un bel po’ di miRNA la cui espressione era significativamente diversa tra i pazienti con SLA e i controlli.

Analizzando i dati grezzi, abbiamo visto che le differenze più marcate erano nelle vescicole:

• Negli Esosomi (EXOs): 287 miRNA mostravano livelli alterati (88 più alti, 199 più bassi nei pazienti SLA).
• Nelle Microvescicole (MVs): Addirittura 398 miRNA alterati (183 più alti, 215 più bassi).
• Nelle PBMCs: Solo 20 miRNA alterati, quasi tutti (18 su 20) con livelli più alti nei pazienti.

Questa minore alterazione nelle PBMCs potrebbe dipendere dal fatto che sono cellule intere, forse più “stabili” rispetto alle EVs, che sono messaggeri dinamici e riflettono cambiamenti più rapidi nello stato delle cellule da cui provengono. È come se le EVs fossero più sensibili nel catturare i segnali “in tempo reale” della malattia.

Abbiamo anche notato che alcuni miRNA, come let-7b-5p e miR-10a-5p, erano presenti in modo simile in tutti e tre i compartimenti, suggerendo un ruolo più generale.

Alla Ricerca della Specificità: miRNA Esclusivi della SLA

Il passo successivo è stato cruciale: abbiamo filtrato i dati per trovare i miRNA che fossero non solo alterati, ma anche specifici per la SLA (presenti nei pazienti ma non, o quasi non, nei controlli) e specifici per un tessuto (cioè trovati prevalentemente in EXOs, MVs o PBMCs).

Qui le cose si sono fatte ancora più intriganti:

• PBMCs specifiche per SLA: Abbiamo identificato 11 miRNA espressi quasi esclusivamente nei pazienti SLA in queste cellule.
• Esosomi (EXOs) specifici per SLA: Ben 22 miRNA specifici! Questo suggerisce che il carico di miRNA negli esosomi potrebbe essere particolarmente rilevante nella SLA.
• Microvescicole (MVs) specifiche per SLA: Solo 8 miRNA specifici.

Cosa Fanno Questi miRNA? Indizi dai Percorsi Biologici

Identificare i miRNA è solo metà del lavoro. Volevamo capire *cosa* fanno. Analizzando i geni bersaglio potenziali di questi miRNA specifici e i percorsi biologici (pathways) in cui sono coinvolti, abbiamo scoperto pattern distinti:

• Nelle PBMCs: I miRNA specifici sembravano legati principalmente a percorsi neuro-specifici, come quelli che regolano i neurotrasmettitori, lo sviluppo del cervello e dei neuroni. Abbiamo trovato, ad esempio, il miR-206, noto per il suo ruolo nello sviluppo muscolare e già ampiamente associato alla SLA, e il miR-204-5p, collegato alla risposta immunitaria e a geni importanti come BDNF (un fattore di crescita neuronale).
• Negli Esosomi (EXOs): Qui i percorsi principali coinvolti erano legati alla segnalazione cellulare, come le vie MAPK ed ErbB. La via ErbB è particolarmente interessante perché mutazioni in un gene di questa via (ErbB4) sono state collegate alla SLA. Abbiamo trovato miRNA come miR-133a-3p (anch’esso legato al muscolo), miR-320c e miR-449a (implicati nella differenziazione muscolare e già notati nella SLA). Il miR-449a, ad esempio, regola il gene ADAM10, coinvolto in altre malattie neurodegenerative.
• Nelle Microvescicole (MVs): I percorsi alterati qui sembravano meno specifici e più generici, anche se abbiamo trovato miRNA come miR-4284 (i cui bersagli includono geni legati al trasporto e al legame dell’RNA, processi alterati nella neurodegenerazione) e miR-331-3p (la cui bassa espressione è stata correlata a una progressione più rapida della malattia).

Abbiamo anche confermato con un’altra tecnica (qPCR) l’alterazione di alcuni di questi miRNA chiave e dei loro geni bersaglio in un gruppo separato di campioni, rafforzando i nostri risultati (ad esempio, l’aumento di miR-206 nelle PBMCs e di miR-449a negli EXOs dei pazienti SLA, con una tendenza opposta nei loro geni bersaglio STX6 e ADAM10, rispettivamente).

Conclusioni e Prospettive Future: Una Firma Molecolare per la SLA?

Cosa ci dice tutto questo? Innanzitutto, che la “firma” dei miRNA nel sangue dei pazienti con SLA è diversa a seconda di dove la cerchiamo: le cellule immunitarie (PBMCs) e le diverse “navicelle” (EXOs e MVs) raccontano storie leggermente diverse, ma complementari.

I dati suggeriscono che gli esosomi (EXOs) e le PBMCs potrebbero essere particolarmente informativi, mostrando alterazioni in miRNA legati a processi direttamente rilevanti per la neurodegenerazione e la funzione muscolare. Le microvescicole (MVs), invece, sembrano avere un carico di miRNA meno specifico per la SLA in questo contesto.

Questo studio apre strade molto promettenti. L’idea è che questi profili di miRNA possano diventare parte di una “firma molecolare” della SLA, rilevabile con un semplice prelievo di sangue. Questo potrebbe aiutarci a:

• Diagnosticare la malattia più precocemente.
• Monitorare la sua progressione.
• Capire meglio i meccanismi sottostanti.
• Potenzialmente, suddividere i pazienti in sottogruppi molecolari per personalizzare le terapie future (un po’ come si fa già in oncologia).

Certo, la strada è ancora lunga. Serviranno studi su coorti più ampie di pazienti, magari seguendoli nel tempo per vedere come cambiano questi miRNA nelle diverse fasi della malattia. Bisognerà anche capire meglio l’interazione tra le cellule e gli esosomi.

Ma ogni passo avanti nella comprensione di questi messaggeri molecolari ci avvicina a nuove strategie per affrontare una malattia così complessa come la SLA. È una ricerca che richiede pazienza e collaborazione, ma la speranza è quella di poter offrire, un giorno, risposte concrete ai pazienti e alle loro famiglie. Continueremo ad “ascoltare” questi piccoli segnali nel sangue, sperando che ci guidino verso la soluzione.

Fonte: Springer