Analisi dei polimorfismi nel promotore del gene NF-E2-related factor 2 (Nrf2) e nell’esone 2 del gene myeloid zinc finger-1 (Mzf1) e loro relazione con biomarcatori di stress ossidativo in pazienti con Sclerosi Laterale Amiotrofica.

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative motor neuron disease characterized by the progressive loss of upper and lower motor neurons in the motor cortex, brainstem, and corticospinal tract. Among the various hypotheses proposed to explain the neurodegenerative mechanisms in ALS, oxidative stress (OS) plays a key role. The extent of OS can be quantified through the analysis of specific biomarkers such as advanced oxidation protein products (AOPP), antioxidant power via the Ferric Reducing Antioxidant Power (FRAP) assay, and plasma thiols. One of the defense mechanisms in response to oxidative damage is mediated by the Nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2) pathway. Three single nucleotide polymorphisms (SNPs) have been identified in the promoter of NRF2: -653A>G, -651G>A e -617C>A.The SNPs -651 G>A e -653 A>G are located in the region where the transcription factor Myeloid Zinc Finger-1 (MZF1) binds, playing a regulatory role after oxidative damage. We thus investigated whether SNPs -653A>G, -651G>A, and -617C>A in the NRF2 promoter and the 152G>A SNP in exon 2 of MZF1 are genetic susceptibility factors for ALS and if they are involved in the clinical characteristics of patients. We also hypothesized their potential involvement in the molecular mechanisms of the cellular response to OS. Two populations consisting of 155 ALS patients and 231 healthy controls were genotyped for the SNPs in the NRF2 and MZF1 genes. In a subgroup of patients and controls, blood levels of OS biomarkers were analyzed. The results showed that AOPP levels were significantly increased in patients compared to controls, and thiols levels were significantly lower in patients compared to controls. Regarding the association of polymorphisms with disease onset, it was found that the genotype frequency of -651GA and A carriers was statistically higher in controls compared to patients, suggesting that this polymorphism may have a protective role. Patients with the -651GA genotype had a later disease onset compared to those with the GG genotype, a finding consistent with previous studies. Genotyping for the 152G>A SNP in the MZF1 gene revealed no significant differences between patients and controls. AOPP levels were significantly higher in patients compared to controls, whereas thiols levels were significantly lower in patients compared to controls. In the patient group, FRAP levels increased with rising thiols levels, suggesting the presence of a compensatory mechanism between oxidative agents and antioxidant power.

La sclerosi laterale amiotrofica è una malattia neurodegenerativa dei motoneuroni in cui si verifica una progressiva perdita di motoneuroni superiori e inferiori della corteccia motoria, del tronco encefalico e del tratto corticospinale. Tra le varie ipotesi proposte per spiegare i meccanismi neurodegenerativi nella SLA-s lo stress ossidativo svolge un ruolo importante. La quantificazione dell'entità dell’OS può essere determinata attraverso l’analisi di specifici biomarcatori quali i prodotti di ossidazione avanzata delle proteine (AOPP), il potere antiossidante tramite il saggio Ferric Reducing Antioxidant Power (FRAP) e i tioli plasmatici. Uno dei meccanismi di difesa in risposta al danno ossidativo è rappresentato dalla via mediata dal Nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2). Nel cui promotore sono stati identificati tre polimorfismi a singolo nucleotide (SNPs): -653A>G, -651G>A e -617C>A. Gli SNPs -651 G>A e -653 A>G sono situati nella regione dove si lega il fattore di trascrizione myeloid zinc finger-1 (MZF1) che svolge un ruolo regolatorio dopo il danno ossidativo. Abbiamo quindi valutato se gli SNPs -653 A>G, -651 G>A e - 617 C>A, nel promotore di NRF2, e lo SNP 152 G>A nell’esone 2 di MZF1 sono fattori di suscettibilità genetica per la SLA e se sono implicati nelle caratteristiche cliniche dei pazienti. Abbiamo inoltre, ipotizzato un loro possibile coinvolgimento nei meccanismi molecolari della risposta cellulare allo OS. Due popolazioni composte da 155 pazienti affetti da SLA e 231 controlli sani, sono state genotipizzate per gli SNPs dei geni NRF2 e MZF1. In un sottogruppo di pazienti e controlli, sono stati analizzati i livelli ematici dei biomarcatori di OS. Dai risultati è emerso che i livelli di AOPP sono significativamente incrementati nei pazienti rispetto ai controlli ed i livelli dei tioli sono significativamente più bassi nei pazienti rispetto ai controlli. Considerando l’associazione dei polimorfismi con l’insorgenza della malattia è emerso che la frequenza genotipica dei soggetti -651GA e A carriers risulta statisticamente più elevata nei controlli rispetto ai pazienti facendo dedurre che tale polimorfismo possa avere un ruolo protettivo. I pazienti con genotipo -651 GA mostrano una maggiore età di esordio rispetto a quelli con genotipo GG, dato che concorda con quanto affermato precedentemente. Dalla genotipizzazione per lo SNP 152G>A del gene MZF1 non sono emerse differenze significative tra pazienti e controlli. I livelli degli AOPP sono risultati significativamente più elevati nei pazienti rispetto ai controlli; viceversa i livelli dei gruppi tiolici sono diminuiti in maniera significativa nei pazienti rispetto ai controlli. Prendendo in esame il gruppo dei pazienti è stato riscontrato che i livelli delle FRAP aumentano all’aumentare del livello dei tioli. Potremmo supporre l’esistenza di un meccanismo compensatorio tra agenti ossidanti e potere antiossidante.