Il Progetto

L'accumulo di proteine aggregate (SOD1 mutata, TDP-43 e FUS / TLS) è una caratteristica patologica della Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA). Chaperon molecolari, che riconoscono e legano le proteine mal ripiegate (misfolded) ed impediscono la loro aggregazione facilitandone la degradazione, esercitano una funzione neuroprotettiva. In questo studio ci concentreremo sulla proteina chaperone HSPB8, che forma un complesso stabile con il co-chaperone Bag3. La sovraespressione di HSPB8 (e Bag3) impedisce l'aggregazione di proteine associate alla SLA familiare e sporadica, quali SOD1 e TDP-43, aumentando la loro degradazione attraverso l'autofagia, un processo essenziale per la rimozione delle proteine aggregate e la sopravvivenza neuronale. In questo modo HSPB8 (e Bag3) può aiutare i motoneuroni a fronteggiare la presenza di proteine SOD1 o TDP-43 “misfolded”  sia direttamente, indirizzandole ai vacuoli autofagici per la degradazione e / o indirettamente, rispristinando/incrementando il flusso autofagico. è interessante notare che la de-regolazione dell'autofagia è una delle cause delle malattie del motoneurone (MNDs), indicando inoltre un legame tra aggregazione proteica, il controllo della qualità delle proteine, HSPB8-Bag3 e l’autofagia. Il progetto mira a fornire uno studio approfondito del ruolo biologico di TDP-43 in vivo, con particolare attenzione all’identificazione delle molecole bersaglio e dei meccanismi regolati da questi geni. I candidati prescelti saranno poi utilizzati per un approccio di "drug discovery" che potrà aprire la strada a futuri studi farmacologici.
Inoltre, la mis-localizzazione/aggregazione di TDP-43 e  FUS / TLS insieme all’mRNA contenuto nei granuli da stress citoplasmatici (SG) alterano il metabolismo dell’RNA. Questo meccanismo sembra contribuire alla SLA. I nostri dati preliminari indicano che HSPB8 viene reclutato nei SG, dove co-localizza con TDP-43. Pertanto, HSPB8, impedendo la mislocalizzazione / aggregazione di TDP-43 e FUS nei SG e / o contribuendo alla loro degradazione può anche migliorare lo stato della  malattia evitando alterazioni nell’elaborazione dell’RNA maturo.
L'ipotesi che HSPB8 possa esercitare funzioni essenziali per la sopravvivenza dei neuroni motori è ulteriormente supportata dalla constatazione che HSPB8 è presente in alte concentrazioni nei motoneuroni che sopravvivono nelle corna anteriori del midollo spinale di un modello murino di SLA, nonché nel midollo spinale di pazienti affetti da SLA; inoltre, è stato dimostrato che le forme mutate di HSPB8 (che si trovano in aggregati) causano una forma  dominante di neuropatia motoria ereditaria.
Qui, studieremo l'ipotesi che la sovraregolazione di HSPB8 (e Bag3) possa proteggere contro la SLA, utilizzando sia le cellule motoneuronali esprimenti SOD1 mutata, TDP-43 e FUS / TLS, sia modelli SLA di Drosophila.
Sarà inoltre svolta una selezione di farmaci per individuare composti in grado di indurre l'espressione HSPB8 specificamente nei motoneuroni. Questo lavoro fornirà approfondimenti sul ruolo di HSPB8 come modulatore della malattia e identificherà siti specifici di azione per la modulazione di HSPB8 che potranno anche rappresentare nuovi bersagli terapeutici per la SLA.