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PGS 20IZ146.0.0 – MOD. 40IZ329.0.0
PROGETTO DI RICERCA CORRENTE 2010 – IZS PLV 04/10 RC
Titolo del progetto: “Il suino transgenico: un innovativo modello sperimentale per lo studio della
Sclerosi Laterale Amiotrofica”
Responsabile Scientifico: Dott. Cristina Casalone
Ricerca finanziata da: Ministero del Lavoro, della Salute e delle Politiche Sociali; Dipartimento
per la Sanità Pubblica Veterinaria, la Nutrizione e la Sicurezza degli Alimenti
Sintesi
La Sclerosi Laterale Amiotrofica è una malattia neurodegenerativa che colpisce i motoneuroni e
può insorgere in due forme, una sporadica ed una familiare, quest’ultima correlata a mutazioni del
gene codificante l’enzima superossido dismutasi 1 (SOD1). I modelli più studiati della malattia
sono costituiti da topi e ratti che esprimono il gene mutato della SOD1, ma a causa dei limiti
fisiologici che essi presentano lo sviluppo di un modello animale filogeneticamente più vicino
all’uomo è fortemente auspicato dalla comunità scientifica. Nel corso della Ricerca Corrente 2008
(IZS PLV 06/08 RC), sono stati realizzati embrioni suini hSOD1-G93A. Il presente progetto di
Ricerca corrente 2010 costituisce la naturale prosecuzione del lavoro svolto e pertanto 494 embrioni
suini transgenici sono stati impiantati nell’utero di sei scrofe riceventi: i 30 suinetti nati dopo 114
giorni di gravidanza sono stati analizzati in modo da poter determinare il pattern dell'integrazione e
l’espressione del transgene (Chieppa et al., 2014). Cinque animali hanno raggiunto l’età adulta
(#168, #173, #174, #204, #205), permettendo di condurre un’analisi mirata a valutare gli effetti di
hSOD1-G93A nel tempo, mediante indagini intra-vitam (indagini cliniche ed ematologiche,
proteomica, elettromiografia e 3D motion capture analisis) sugli animali sia nella fase preclinica che
in quella clinica, integrate da specifici esami post-mortem (immunocitochimica,
immunoistochimica, western e southern blot). Il suino #168, caratterizzato da una singola
integrazione del transgene è stato quindi scelto come founder della colonia di animali transgenici,
permettendo di ottenere sia la generazione F1, che la generazione F2 accoppiandolo con una
femmina F1. Questo esperimento ci ha permesso di constatare che le femmine transgeniche, a
differenza di quanto accade nei topi, sono fertili. Il suino #168 ha manifestato, a partire dall’età di
27 mesi, una sintomatologia motoria riconducibile alla SLA e in seguito al rapido aggravamento
delle condizioni generali, l’animale, all’età di 31 mesi, è stato soppresso in conformità con la
normativa vigente in materia di benessere animale. Dall’analisi morfologica del midollo spinale del
suino #168 si osserva la presenza di α-motoneuroni atrofici con riduzione numerica apparente e
gliosi diffusa. A livello del tronco cerebrale si osserva vacuolizzazione neuronale e del neuropilo.
L’esame dei muscoli evidenzia la presenza di aree di atrofia, piccoli gruppi di fibre angolari e
alcune fibre ipertrofiche multifocali. L’analisi immunoistochimica ha rivelato la presenza di
accumuli di SOD1 intraneuronali a livello di tratto ottico, ipotalamo e obex. Nei muscoli si osserva
la presenza di depositi di hSOD1 all’interno delle fibre muscolari, particolarmente evidenti nelle
aree caratterizzate da infiltrati infiammatori. Dall’analisi in western blot di tutti i tessuti analizzati si
evidenzia che i livelli della proteina transgenica sono comparabili a quelli dell’endogena, tranne a
livello muscolare dove sembra essere maggiormente rappresentata. Sebbene si tratti di un singolo
animale, la presenza di un impairment motorio, associata all’osservazione di alterazioni
elettromiografiche, così come avviene nell’uomo, sono indice dell’esordio della sintomatologia
neurologica tipica della SLA. Inoltre, anche l’età d’insorgenza della sintomatologia nel suino (27
mesi) è compatibile con quanto avviene nei pazienti umani, in cui la SLA si manifesta tipicamente
in età adulta.
Parole chiave: SLA, Suino, SOD1