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LRRK2 as a therapeutic target in Parkinson's disease

La malattia di Parkinson (PD) è una malattia neurodegenerativa comune caratterizzata clinicamente da bradicinesia,
rigidità e tremore a riposo. Recenti studi hanno chiarito che la disfunzione sinaptica, coinvolta in
numerosi studi su modelli animali di PD, è sia un fattore chiave nel PD che un marcatore precoce nei pazienti
presintomatici. Sebbene la maggioranza dei casi siano sporadici, le mutazioni nel gene della chinasi 2 ricco in ripetizioni di leucina (LRRK2)  (PARK8; OMIM 609 007) sono associate ad una forma autosomica dominante ad esordio tardivo del
Morbo di Parkinson. Mutazioni in LRRK2 rappresentano fino al 13% dei casi familiari di PD compatibili con
ereditarietà dominante e l'1-2 % dei pazienti con PD sporadico,  suggerendo quindi che questa proteina possaavere un ruolo fondamentale

nella patogenesi della malattia. La proteina LRRK2 ha un peso molecolare della protein è di circa 280 kDa e contiene diversi domini, tra cui un dominio chinasico. Le evidenze in letteratura suggeriscono che le mutazioni patologiche portino ad un aumento dell'attività chinasica di LRRK2. Nonostante la sua predominanza nel PD, la funzione fisiologica di LRRK2 non è nota e quindi il suo preciso ruolo nell'eziologia del PD è lontano dall'essere essere compreso. Sorprendentemente, i difetti di neurotrasmissione sono stati ripetutamente osservati in diversi
modelli LRRK2. In accordo con questo, il nostro laboratorio ha recentemente dimostrato che le proprietà elettrofisiologiche e il
traffico vescicolare alla presinasi dipende dalla presenza di LRRK2 come parte integrante delcomplesso proteico presinaptico. Data l'alterazione presinaptica osservata nel modello di malattia LRRK2, un'attraente ipotesi è che LRRK2 possa influenzare la struttura e la funzione sinaptiche attraverso effetti sulle proteine presinaptiche​​. Una possibilità è la proteina LRRK2 mutata alteri il traffico delle vescicole sinaptiche (SV) a causa di difetti nella fosforilazione di proteine ​​presinaptiche. Il nostro obiettivo principale è quello di identificare e comprendere i meccanismi molecolari alla base dell'insorgenza e della progressione della malattia di Parkinson. Per questo ci proponiamo di verificare se le proteine ​​presinaptiche critiche  per il traffico delle vescicole sinaptiche siano bersaglio dell'attività chinasica di LRRK2 mutato e come questo meccanismo influenzi la funzione sinaptica. Infine, dato che inibitori della chinasi LRRK2 sono stati recentemente caratterizzati, proponiamo di valutare il loro effetto sulle funzioni dei neuroni in diversi modelli in vitro di PD / LRRK2. L'inibizione farmacologica dell'attività chinasica di LRRK2 è infatti una modalità terapeutica promettente per il trattamento della neurodegenerazione caratteristica della malattia di Parkinson, ma il suo vero potenziale e gli eventuali effetti collaterali devono essere investigati nel dettaglio. Per studiare LRRK2 come bersaglio terapeutico,  valuteremo innanzitutto l'effetto degli inibitori della chinasi LRRK2 in termini di capacità di ristabilire il fenotipo funzionale. Al fine di ottenere informazioni più fisiologiche, testeremo candidati selezionati su un modello ad alta complessità sviluppato appositamente per questo progetto: i neuroni dopaminergici derivati ​​da pazienti LRRK2. Infatti, le cellule iPS derivate dal paziente costituiscono il migliore strumento per ottenere informazioni su malattie polifattoiali come PD, dove il background genetico ha un profondo effetto sulla età di insorgenza e sul fenotipo clinico. Ci aspettiamo che questo studio fornirà un quadro di riferimento per identificare le conseguenze biochimiche e fisiologiche di mutazioni di LRRK2, fornendo una migliore comprensione della funzione di LRRK2
e, potenzialmente,nuovi bersagli molecolari da utilizzare per la diagnosi e il trattamento della malattia.

Principal Investigators:
  • michela MATTEOLI
Financing institution:
FONDAZIONE CARIPLO
Type:
CAR_RIC - Bandi Fondazione Cariplo
Project leader:
CNR - Istituto di Neuroscienze (IRIS)
Year:
2012
Duration:
24
Status:
CHIUSO
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