Introduzione
La malattia di Alpers è sia una malattia neurodegenerativa che una malattia metabolica, che è strettamente legata alla disfunzione mitocondriale e alle mutazioni nel gene della subunità catalitica della polimerasi gamma (POLG). Degno di nota, è stato dimostrato che l'integrazione del precursore del NAD, nicotinamide riboside (NR), migliora esplicitamente i difetti mitocondriali negli organoidi corticali di pazienti con malattia di Alpers.
Informazioni sulla malattia di Alpers
La malattia di Alpers è una malattia autosomica recessiva, che è spesso accompagnata da perdita neuronale corticale e deplezione del DNA mitocondriale (mtDNA) e del complesso I (CI). La malattia si verifica in circa 1 neonato su 100.000. La maggior parte degli individui con malattia di Alpers non mostra sintomi alla nascita. La diagnosi viene generalmente stabilita con la determinazione del gene POLG. Una volta esordito (di solito tra il primo e il terzo anno di vita), i pazienti possono presentare sintomi come encefalopatia progressiva, epilessia, mioclono e miastenia grave. Attualmente, non esiste un metodo efficace per curare questa malattia.
Messa a punto del modello in vitro della malattia di Alpers
Le cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) sono generate dal paziente di Alpers portatore delle mutazioni eterozigoti composte di A467T (c.1399G>A) e P589L (c.1766C>T), seguite dal differenziamento in organoidi corticali e cellule staminali neurali (NSC). Le iPSC di Alpers mostrano lievi alterazioni mitocondriali, tra cui un elevato livello di L-lattato e una deplezione di IC. Le NSC di Alpers manifestano una profonda deplezione del mtDNA e disfunzione mitocondriale. Gli organoidi corticali di Alpers dimostrano la perdita neuronale corticale e l'accumulo di astrociti.
Il ruolo della NR negli organoidi corticali di Alpers
Il trattamento a lungo termine con NR migliora parzialmente le alterazioni neurodegenerative osservate negli organoidi corticali di Alpers. In particolare, l'integrazione di NR contrasta efficacemente la perdita neuronale, l'arricchimento gliale e il danno mitocondriale osservati negli organoidi corticali di pazienti con malattia di Alpers.
Inversione delle vie disregolate negli organoidi di pazienti di Alpers dopo il trattamento con NR
Il trattamento con NR compensa la sottoregolazione delle vie mitocondriali e sinaptogenesi, così come la sovraregolazione delle vie associate alle cellule astrocitarie / gliali e la neuroinfiammazione sono ovviamente attivate negli organoidi corticali di Alpers.
Conclusione
Il rifornimento di NR per aumentare il livello di NAD può salvare i difetti mitocondriali e la perdita neuronale nell'organoide corticale derivato da iPSC della malattia di Alpers, con una sicurezza e una biodisponibilità relativamente elevate, dimostrando una grande promessa come candidato terapeutico per questo disturbo intrattabile.
Riferimento
Hong Y, Zhang Z, Yangzom T, et al. Il precursore del NAD+, la nicotinamide riboside, salva i difetti mitocondriali e la perdita neuronale nell'organoide corticale della malattia di Alpers derivato da iPSC. Int J Biol Sci. 2024; 20(4):1194-1217. Pubblicato il 25 gennaio 2024. DOI:10.7150/ijbs.91624
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