Analisi proteomica delle fasi precoci della retinopatia diabetica

Analisi proteomica delle fasi precoci della retinopatia diabetica


Scoperti pathway correlati alle malattie neurodegenerative

La retinopatia diabetica (RD) , nei Paesi sviluppati, tra le principali cause di cecit prevenibile. Gli attuali trattamenti mirano alle fasi tardive della RD, quando lacuit visiva per gi stata significativamente compromessa. 

La RD stata considerata per lungo tempo una patologia della retina esclusivamente microcircolatoria; tuttavia, le ricerche attuali suggeriscono che la neurodegenerazione retinica, che porta ad un significativo assottigliamento dello strato delle cellule nervose della retina, possa essere un evento precoce nella patogenesi della RD ed influenzare lo sviluppo di anomalie microvascolari. 

Lapoptosi neuronale e lattivazione della glia (GA, glial activation) sono le pi importanti caratteristiche istologiche della neurodegenerazione retinica. La GA la risposta generale alla lesione delle cellule gliali ed caratterizzata da unespressione anomala della proteina fibrillare acida della glia (GFAP). Questa proteina espressa, nella retina normale, principalmente da astrociti e in minima parte dalle cellule di Mller. Nella condizione diabetica, si verifica la situazione inversa, le cellule di Mller acquisiscono unimportante immunoreattivit alla GFAP, mentre gli astrociti perdono progressivamente lespressione della GFAP. Va sottolineato che le cellule di Mller, le principali cellule gliali della retina, producono fattori capaci di modulare il flusso sanguigno, la permeabilit vascolare e la sopravvivenza cellulare. Questi processi si verificano in prossimit dei vasi sanguigni della retina, per cui, una lesione in queste cellule assume un ruolo essenziale nella patogenesi delle anomalie precoci del microcircolo e nella compromissione neurovascolare della retina. La GA, inoltre, pu indurre la morte delle cellule neurali.
 
La maggior parte delle conoscenze cellulari e molecolari dei meccanismi coinvolti nelle prime fasi della RD arrivano da modelli sperimentali che per danno poche indicazioni sui cambiamenti biochimici che si verificano nella retina del paziente diabetico prima dellinsorgenza delle anomalie clinicamente osservabili.

Lo studio di Sundstrom e colleghi, ha identificato, mediante un approccio proteomico, le principali proteine e vie metaboliche coinvolte nelle prime fasi della RD. Lo studio stato condotto confrontando retine di controllo di donatori non diabetici (C) con retine diabetiche di pazienti privi di lesioni vascolari classiche che definiscono clinicamente la RD.

Lo studio si focalizzato sullanalisi delle proteine pi rilevanti legate a pathways neuroregolatori e neurodegenerativi unici per ciascuno dei tre gruppi (retine di controllo e retine diabetiche con e senza GA), con particolare attenzione alle proteine e ai percorsi condivisi con le malattie neurodegenerative del sistema nervoso centrale. 

Sono state identificate 2190 proteine in totale, in tutti i gruppi. Per valutare lassociazione delle proteine identificate con i pathways di segnalazione neurologica, i ricercatori hanno selezionato le vie pi significative appartenenti alla categoria definita Neurotrasmettitori ed altri segnali del sistema nervoso. Con questo approccio stata identificata, in ciascun gruppo, la presenza o lassenza di vie coinvolte nelle funzioni cellulari neuroregolatorie. In generale, stata osservata unomologia significativa tra tutti e tre i gruppi con un totale di 73 pathways condivisi (il 58% del totale). Tuttavia, per ogni gruppo, sono stati identificati un numero considerevole di pathways neurologici unici.

Nel gruppo di controllo non diabetico (C), i pathways definiti Ruolo Neuroprotettivo del THOP1 nelle malattie di Alzheimer e Risposta delle proteine non ripiegate erano presenti in modo univoco. Nel gruppo retine diabetiche con GA (D) erano pi presenti i pathways Degradazione della dopamina e Segnalazione di Parkinson; mentre, nel gruppo retine diabetiche senza GA (DGFAP) i pathway pi presenti erano Segnale della neuregulina, Potenziamento sinaptico a lungo termine e Processamento amieloide. 

Lo studio ha identificato un totale di 35 percorsi correlati alla neurodegenerazione o alla neuroregolazione specificamente rappresentati in un singolo gruppo (C, D e DGFAP). Alcuni di questi, inoltre, sono pathways condivisi con altri disturbi neurodegenerativi, come il morbo di Alzheimer e di Parkinson, sostenendo con questo lesistenza di un terreno comune tra i processi neurodegenerativi che si verificano nella retina e nel cervello.

Il lavoro ha evidenziato non solo cambiamenti del proteoma che si verificano nelle prime fasi della RD, ma anche, in base al grado di immunoreattivit della GFAP in ogni gruppo, in che modo questi processi variano con la gravit della malattia. Lup regolazione della GFAP, per esempio, corrisponde ad unattivazione gliale (GA), un cambiamento patologico associato alla neurodegenerazione e che precede le anomalie microvascolari evidenti nella RD.

Dunque, una migliore comprensione della patogenesi della RD consentirebbe lo sviluppo di strategie preventive e interventistiche pi efficaci contro gli stadi iniziali della malattia, prima che i danni microvascolari e la compromissione visiva si realizzino. Gli studi sulla neurodegenerazione della retina diabetica potrebbero, inoltre, aprire le strade per la comprensione dei processi neurodegenerativi che si verificano nel sistema nervoso centrale dei pazienti diabetici. 

Fonte: L'Oculista Italiano

Proteomic Analysis of Early Diabetic Retinopathy Reveals Mediators of Neurodegenerative Brain Diseases. JM Sundstrom et al. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2018, May; 59(6): 22642274

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