Ripristino della connettività cortico-striatale in un modello murino di malattia di Huntington mediante la somministrazione di nanoparticelle cariche di colesterolo

La malattia di Huntington (HD) è una grave malattia genetica a trasmissione autosomica dominante, per la quale ad oggi non esiste una cura. La mutazione alla base riguarda il gene codificante per la proteina huntingtina. L’HD colpisce soprattutto il sistema nervoso centrale, causando deficit funzionali e neurodegenerazione. Le prime cellule ad essere colpite sono i neuroni spinosi medi (MSNs) del corpo striato. Un’altra tipologia cellulare colpita sono i neuroni corticali; ciò causa profonde compromissioni della connettività cortico-striatale. Inoltre, nell’HD è fortemente compromessa l’omeostasi cerebrale del colesterolo. Questo lipide regola la fluidità della membrana plasmatica, è un componente importante della guaina mielina ed è un costituente fondamentale delle vescicole sinaptiche e della membrana dei terminali sinaptici. Essendo il colesterolo una componente essenziale per la trasmissione sinaptica, la sua mancanza ne causa la compromissione nell’HD. Il ripristino del livello di colesterolo cerebrale sembra dunque essere un utile approccio per il trattamento dell’HD. Diverse strategie di supplementazione in modelli murini della patologia hanno mostrato risultati promettenti di parziale rescue funzionale delle compromissioni osservate. Tra le strategie prese in esame, è risultata particolarmente interessante, per la sua potenziale traslazionalità, l’iniezione sistemica di nanoparticelle (NPs) cariche di colesterolo. Queste sono indispensabili per permettere al colesterolo di raggiungere il parenchima cerebrale, poiché il colesterolo di per sé non è in grado di passare la barriera emato-encefalica (BEE). Le prime NPs sviluppate hanno portato però benefici solo parziali, in quanto non in grado di portare a livello cerebrale i quantitativi ottimali di colesterolo. Sono state quindi in seguito sviluppate delle NPs di seconda generazione maggiormente efficienti. Lo scopo di questa tesi è stato di valutare gli effetti funzionali della somministrazione per via sistemica di tali nuove NPs cariche di colesterolo nel modello murino dell’HD, zQ175. L’effetto del colesterolo è stato valutato in fase tardiva della patologia nel topo, quando i sintomi dell’HD sono chiari e manifesti, attraverso esperimenti di whole-cell patch-clamp su brain slices. In particolare, abbiamo dapprima valutato le proprietà passive, quali la capacità di membrana, la resistenza di ingresso e il potenziale di riposo, e le proprietà di scarica. Essendo ampiamente inficiata la trasmissione cortico-striatale nell’HD, abbiamo poi valutato le correnti postsinaptiche eccitatorie (EPSCs) spontanee e in miniatura, sia da un punto di vista qualitativo che quantitativo. I nostri risultati hanno mostrato, in seguito all’iniezione delle NPs, il recupero funzionale di numerosi dei parametri presi in esame e compromessi dall’HD. Il parametro più significativo riguarda la frequenza delle EPSCs, che risulta fortemente ridotta nei MSNs dei topi HD, riflettendo l’alterazione della connettività sinaptica dalla corteccia allo striato. Tale parametro ha mostrato un recupero completo a seguito della somministrazione di NPs cariche di colesterolo nei topi HD. Questo risultato indica che la supplementazione di colesterolo, dunque, permette di preservare la connettività eccitatoria verso i MSNs striatali. Complessivamente, questo lavoro di tesi suggerisce che il colesterolo potrebbe essere un buon bersaglio per sviluppare un trattamento efficace contro l’HD: la sua supplementazione sembrerebbe infatti utile non solo per la cura della sintomatologia dell’HD ma anche per interferire con il meccanismo patogenetico che sta alla base della malattia, evitando la degenerazione delle connessioni sinaptiche cortico-striatali, profondamente compromesse nell’HD.