Organizzazione molecolare delle sinapsi in un modello murino di Sindrome di Rett: basi neurobiologiche della variante di Hanefeld

La Sindrome di Rett (SR) è un disordine neurologico legato al cromosoma X che, dopo la Sindrome di Down, rappresenta la seconda principale causa di ritardo mentale nelle donne. Oltre alla forma classica della SR, causata prevalentemente da mutazioni a carico del gene MECP2, sono state identificate delle varianti di questa patologia che manifestano ritardi cognitivi severi e disabilità motorie simili a quelli della SR classica. Tra queste, la variante di Hanefeld, definita anche variante ad insorgenza precoce, si manifesta già a partire dal primo mese di vita con gravi crisi epilettiche. Questa variante della SR è causata da mutazioni a carico del gene cyclin-dependent kinase-like 5 (CDKL5), codificante per una serina/treonina cinasi 9 (STK9), che appartiene alla famiglia CDKL (CDKL1 - CDKL5). Sebbene numerosi studi suggeriscano il coinvolgimento di CDKL5 nei meccanismi che regolano la plasticità sinaptica, che produrrebbero l'insorgenza dei gravi disturbi neurologici associati alla patologia, quale sia la funzione di questo gene e quali meccanismi siano alla base di questi difetti non è ancora chiaro. Per fare luce sul ruolo di CDKL5, in questa Tesi ho analizzato l'espressione di alcune proteine importanti per l'organizzazione della sinapsi e per il suo funzionamento in un modello murino della patologia (CDKL5-/Y). Ho utilizzato la tecnica del western blotting per quantificare l'espressione dei recettori metabotropici del glutammato di gruppo1 (Gp1 mGluRs) e le proteine scaffold Homer su omogenati totali e sinaptosomi in topi adulti di otto settimane di vita. Per validare i risultati ottenuti, ho effettuato l'analisi della densità delle sinapsi immunomarcate per mGluR1/5 e per la famiglia delle proteine Homer su sezioni coronali di corteccia somatosensoriale primaria in topi mutanti CDKL5-/Y e animali di controllo. I risultati ottenuti da questo studio dimostrano l'esistenza di alterazioni nella composizione molecolare della densità postsinaptica di questi animali prodotte da una riduzione dell'espressione degli mGluRs del gruppo1 e di Homer 1b/c associata ad un aumento dell'espressione di Homer 1a. Questi difetti nell'organizzazione molecolare della sinapsi potrebbero essere alla base dell'alterata funzionalità dei circuiti e, almeno in parte, spiegare i difetti cognitivi legati alla variante di Hanefeld della SR. Nella seconda parte della mia Tesi ho valutato l'effetto di un modulatore allosterico di mGluR5 (CDPPB) nella corteccia e nell'ippocampo di animali WT a otto settimane di vita. L'analisi rivela che il CDPPB è in grado di modificare l'espressione di mGluR1/5, Homer 1 e dei loro target. Queste analisi preliminari sono di buon auspicio e confermano gli effetti molecolari di questo trattamento ottenuti in modelli per altre patologie neurologiche, quali la Sindrome dell'X-Fragile, la Schizofrenia ed altre forme di disabilità intellettive (Sindrome di Phelan-McDermid).