Search

La displasia fibrosa (DF) è una malattia genetica dell’osso e del midollo osseo causata da mutazioni missenso attivanti nel gene codificante per la subunità α della proteina G stimolatoria, Gs (Gsα). Fratture patologiche, deformità e dolori ossei rappresentano comunemente l’espressione clinica della malattia, correlata a sostituzione di osso normale e midollo osseo con tessuto abnorme, a carente mineralizzazione ed instabilità dell’osso, a midollo osseo fibrotico e non ematopoietico. Tali anomalie dipendono dalla disfunzione delle cellule che formano l’osso (osteoblasti), causata dalla presenza della mutazione nelle cellule stesse e nei loro progenitori, le cellule stromali del midollo osseo (BMSC). Ad oggi, non sono note le modificazioni molecolari generate dalla mutazione, né quale sia il contributo dei diversi tipi cellulari al fenotipo malattia, né è disponibile una cura efficace per la DF. Per definire esaustivamente a livello molecolare, cellulare ed organismico gli eventi fisiopatologici della DF, e per identificare nuove strategie terapeutiche, abbiamo generato e studiato modelli di DF in vitro e in vivo. Per analizzare la modulazione trascrizionale indotta dalla mutazione attivante di Gsα (R201C), abbiamo esaminato con i microarray il profilo di espressione di BMSC umane, ingegnerizzate per esprimere stabilmente la mutazione GsαR201C. L’analisi interpretativa dei dati di microarray ha evidenziato la modulazione di geni che sottendono i fondamentali cambiamenti tissutali osservati nella DF, tra cui MGP (artefice della sotto-mineralizzazione dell’osso) e RANKL (responsabile dell’eccessivo riassorbimento osseo), entrambi possibili bersagli terapeutici. D’altra parte, per valutare il contributo di specifiche popolazioni cellulari al fenotipo malattia abbiamo generato modelli murini che consentono l’espressione tessuto-specifica di GsαR201C. In particolare, abbiamo prodotto topi con l’espressione della GsαR201C confinata alle cellule murali, ossia i progenitori scheletrici intesi come cellule microvascolari. L’analisi ai raggi X di questi animali ha messo in luce un’alterazione radiografica delle ossa femorali dei topi, suggerendo che l’espressione della Gsα mutata nelle cellule murali causi anormalità del tessuto scheletrico. Inoltre, per ottenere nuovi modelli murini tessuto-specifici, abbiamo prodotto topi condizionali per l’espressione tessuto-specifica della GsαR201C (Lox-Stop-Lox-GsαR201C). Lo studio radiografico di questi animali ha confermato l’assenza di anomalie ossee. Questi animali potranno essere incrociati con topi che esprimano la ricombinasi Cre nei diversi tessuti di interesse, per ottenere un’ ampia gamma di topi GsαR201C tessuto-specifici. Nel suo insieme, questo lavoro è stato importante per l’identificazione di possibili bersagli terapeutici, ha contribuito a definire l’istopatogenesi molecolare della DF, e, in particolare, dall’uso/analisi di topi GsαR201C tessuto-specifici, potrà derivare un’ulteriore caratterizzazione della patologia.

Tau is a major microtubule-associated protein of neurons that promotes assembly and stabilization of cytoskeleton microtubules. Under physiological conditions, tau is mainly located to the axons of neurons and is critical in the process of neural outgrowth and axonal integrity. The protein is also present in non-neural cells, such as fibroblasts and lymphocytes. Under pathological conditions, tau becomes hyperphosphorylated, which means a higher degree of phosphorylation at physiological sites, as well as de novo phosphorylation at additional, pathological sites. Phosphorylation decreases the binding of tau to microtubules and its translocation to the somatodendritic compartment where it forms filaments, which assemble into macroscopically visible structures called neurofibrillary tangles (NFTs). Tauophaties comprise a diverse group of adult-onset diseases that are characterized by disruption of cytoskeleton and deposition of hyperphosphorilated tau filaments in neurons and sometimes in glia, resulting in cerebral atrophy and dementia. Tauophaties of genetic origin are caused by dominant mutations in the tau gene; the most studied is the P301L mutation, associated with frontotemporal dementia (FTD) phenotype. Transgenic mice expressing human tau with P301L mutation develop NFTs composed of filamentous tau, similar to straight filaments in the human neurodegenerative disease, that are concentrated in the spinal cord, brain stem, cerebellar deep nuclei, diencephalon and basal telencephalon. In addition there is neural loss (almost 50% in the spinal cord), reactive gliosis, axonal degeneration and glial inclusions. The aim of this study was to investigate the role of tau protein in chromosome stability, by means of its interaction with both microtubules and chromatin, through cytogenetic analysis on cells derived from central nervous system (subventricular zone) and from other tissues (splenic lymphocytes and fibroblasts) of transgenic mice expressing human tau with P301L mutation. We performed standard cytogenetic analysis on splenic lymphocytes and, most notably, on neural stem cells (NSC) from transgenic mice expressing the human tau with the P301L mutation (strain JNPL3). Transgenic mice expressing wild-type human tau (strain JN25) and non transgenic mice of the same strain were analyzed as controls. Analysis of splenic lymphocytes showed a significant difference in the level of aneuploidy between JNPL3 and JN25 mice as well as in non-transgenic controls (Student’s t-test, p