Ruolo dello stress ossidativo nei disturbi neurologici
Lo stress ossidativo e l'eccitotossicità sono stati identificati come i principali processi patologici coinvolti nell'ictus ischemico, oltre che in numerosi disturbi neurodegenerativi. La sovrattivazione di recettori del glutammato nei neuroni conduce a una massiccio assunzione di calcio che, a sua volta, genera specie reattive dell'ossigeno (ROS). La cellula non riesce a compensare i livelli anormali di ROS, inducendo uno stress ossidativo con effetti deleteri per la fisiologia della cellula. Per comprendere più a fondo la fisiopatologia della lesione neurale causata da eccitotossicità/stress ossidativo, il progetto SIM-ON ha osservato l'attivazione dell'espressione genica citoprotettva e pro-apoptotica in neuroni e astrociti. L'obiettivo principale consisteva nell'identificazione degli stadi fondamentali nella decisione sul destino della cellula tra la tolleranza e l'apoptosi, quale risposta allo stress ossidativo. Gli scienziati hanno scoperto che una sovreccitazione di neuroni determinava l'attivazione della protein-chinasi AMPK, determinante per la sopravvivenza della cellula. Tuttavia, è stato rilevato come un'attivazione prolungata di AMPK stimolasse l'apoptosi, inducendo l'espressione della proteina pro-apoptotica Bim. La creazione di modelli matematici ha rivelato che questo meccanismo si correla a una struttura preservata di interazioni note come coerente regolatore feedforward. Inoltre, è stato scoperto un meccanismo citoprotettivo che previene l'apoptosi neuronale durante lo stress ossidativo. Comporta l'attivazione della proteina 27 da shock termico (Hsp27) che regola la Bim, in modo da prevenire l'apoptosi neuronale. I risultati di SIM-ON indicano meccanismi cellulari fondamentali coinvolti nella protezione neuronale o nella morte neuronale durante lo stress ossidativo o lesioni eccitotissiche. La modulazione di tali percorsi potrebbe condurre a nuove strategie terapeutiche con una ridotta morte neuronale e un minore deterioramento delle funzioni cerebrali.
