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Uno studio condotto da Maria Petracca presso il Mount Sinai Hospital di New York e finanziato da AISM e FISM. Analizza come la concentrazione di sodio a livello cerebrale sia legata alla degenerazione cellulare. L'interivsta a Maria Petracca
Nella foto: Maria Petracca, Mount Sinai Hospital - New York
Maria Petracca, giovane neurologa laureata all’Università di Napoli, è attualmente impegnata al Mount Sinai Hospital di New York con una Borsa di Studio finanziata con il Bando FISM 2013. Al Congresso ECTRIMS, che si svolge dal 10 al 13 settmbre 2014 a Boston - presenta alcuni dati del progetto di ricerca cui sta lavorando in un Poster intitolato: Ultra-high field MRI of intra- and extra-cellular sodium concentration in multiple sclerosis.
Questo percorso di ricerca viene effettuato attraverso la risonanza magnetica per evidenziare come la concentrazione di sodio a livello cerebrale possa contribuire a comprendere i meccanismi responsabili della degenerazione cellulare e dell’accumulo di disabilità nella SM. Abbiamo chiesto alla dottoressa Petracca di aiutarci a capire contenuti e possibili sviluppi del progetto cui sta lavorando sotto la supervisione della professoressa Matilde Inglese.
Ci spiega da dove nasce, come viene effettuato e dove vuole arrivare il suo progetto?
«La sclerosi multipla (SM), pur non determinando una riduzione significativa dell’aspettativa di vita, è la più comune causa di disabilità in giovani adulti, con conseguenti costi sociali molto elevati in termini di qualità della vita e riduzione di produttività. Molti pazienti iniziano con una forma a ricadute e remissioni (RR) per poi evolvere in forme croniche progressive (SP) associate a disabilità irreversibile. Lo sviluppo della disabilità e la sua progressione nel tempo sembrano essere causate dalla degenerazione delle cellule nervose (neuroni e assoni), ma a causa della mancanza di metodi validi per l’identificazione e la quantificazione della degenerazione neurale in vivo i dati in merito in nostro possesso derivano da studi su tessuto cerebrale post-mortem. Recenti studi hanno dimostrato che l’accumulo di sodio a livello cerebrale è un fattore chiave nel processo di neuro degenerazione tanto che il blocco dei canali del sodio è in grado di arrestare la neuro-degenerazione nel modello animale di SM. Il nostro progetto si propone di studiare la distribuzione del sodio all’interno ed all’esterno delle cellule nervose, e di valutare la relazione esistente tra tali concentrazioni e l’accumulo di disabilità fisica e cognitiva in pazienti affetti da SM a ricadute e remissioni (RR) e secondaria progressiva (SP). Tale valutazione viene effettuata grazie ad una tecnica innovativa e non-invasiva di risonanza magnetica (RM) di recente sviluppo, utilizzando un macchinario di RM ad elevato campo magnetico (7 Tesla)».
Può precisare i principali obiettivi della ricerca che sta svolgendo e i vantaggi che potrà portare alle persone con SM?
«Lo studio si propone di (i) chiarire i meccanismi responsabili della degenerazione neuronale e della disabilità clinica; (ii) predire a breve termine la progressione della patologia, consentendoci di identificare pazienti a maggiore rischio di progressione, meritevoli di approcci terapeutici mirati; (iii) indirizzare lo sviluppo di terapie specifiche che agiscano sui meccanismi neurodegenerativi identificati».
Quale contributo ritiene che la sua ricerca possa offrire per una maggiore conoscenza della malattia o dei modi con cui affrontarla o dei comportamenti consigliabili per prevenirla?
«La possibilità di quantificare l’accumulo di sodio a livello encefalico rappresenta un promettente strumento di identificazione della degenerazione cellulare e si propone di offrire un importante contributo alla comprensione del meccanismo patogenetico responsabile dello sviluppo di atrofia cerebrale. Inoltre, la nostra metodica fornira’ un mezzo per chiarire il meccanismo d’azione di farmaci bloccanti i canali del sodio; tale applicazione avra’ un’importante ricaduta sul monitoraggio, in vivo, degli effetti cellulari di farmaci esistenti e di nuove molecule in corso di sviluppo.
Giuseppe Gazzola
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Ultra-high field MRI of intra- and extra-cellular sodium concentration in multiple sclerosis L’impiego della RM del sodio a singolo quanto (SQ) consente di misurare la concentrazione totale di sodio e si è rivelata utile nella valutazione del danno tissutale cerebrale in pazienti affetti da SM. Tale metodica non consente però la discriminazione tra le concentrazioni di sodio extracellulare (ESC) ed intracellullare (ISC) che potrebbe rappresentare il marker più sensibile di degenerazione assonale. Il nostro gruppo ha implementato una sequenza pulsata per l’acquisizione filtrata a triplo quanto (TQF) e per la determinazione dell’ISC a della frazione intracellullare del volume del sodio (ISVF), una misura indiretta dell’ESC. Qui presentiamo I risultati preliminari della sua applicazione in pazienti affetti da SM mediante RM a 7T. A seguire i principali obiettivi che ci siamo prefissati: 1) determinazione di TSC, ISC e ESC a livello globale e regionale; 2) valutazione dell’associazione tra TSC, ISC e ESC e parametri di alterazione strutturale dell’encefalo (carico lesionale e volume cerebrale); 3) valutazione del significato clinico di ISC ed ESC. Ad oggi abbiamo studiato 19 pazienti con SM RR e 17 volontari sani. Rispetto ai controlli sani, i pazienti con SM hanno mostrato piu’ elevate concentrazioni di TSC, ISC ed ESC a carico sia della sostanza bianca che della sostanza grigia; tali differenze hanno raggiunto la significativita’ statistica solo per TSC e ISVF. A livello regionale, TSC e ISC sono risultati elevati in diverse aree corticali e sottocorticali, cosi’ come in diversi tratti della sostanza bianca. La concentrazione globale di ISC nella sostanza grigia ha mostrato una correlazione con il volume lesionale deetrminato sulle sequenze pesate in T2, mentre la concentrazione globale di ESC ha mostrato un trend di correlazione con la disabilita’ fisica valutata mediante l’EDSS. L’accumulo di TSC nell’encefalo dei pazienti con SM potrebbe essere dovuto tanto ad un aumento delle concentrazioni di ISC, legato ad una disfunzione metabolica neuronale quanto ad un aumento dell’ESC, dovuto all’espansione dello spazio extracellulare secondario a perdita neuronale. I nostri risultati preliminari confermano l’aumento di TSC nella sostanza bianca e grigia; l’analisi dei comparti intra ed extracellulare mostra un pattern di distribuzione diffuso e sovrapponibile per TSC e ISVF sia a livello globale che regionale. Assumendo che l’incremento di TSC e ISVF sia espressione di perdita neuronale, il loro parallelo incremento potrebbe riflettere la presenza di un dano strutturale conclamato come suggerito dal trend di correlazione esistente tra ESC e EDSS. D’altro canto, se l’aumento di ISC riflette una disfunzione neuronale su base metabolica, il suo incremento regionale potrebbe indicare aree cerebrali disfunzionali in cui I meccanismi compensatori ancora prevalgono sulle alterazioni strutturali. |
