La contrazione dei muscoli è regolata da neuroni motori che si trovano nel midollo spinale, a loro volta attivati da segnali provenienti dal cervello e da neuroni sensoriali che originano dai muscoli stessi. Nella DMD, questo circuito sensorimotorio, che regola tono e rigidità muscolare e coordinazione motoria, potrebbe essere alterato, riducendo il controllo muscolare e causando instabilità posturale e cadute. Studiare queste problematiche potrebbe portare a migliorare la gestione del movimento.
Siamo molto grate a Parent Project per aver accolto la nostra proposta di studiare le possibili alterazioni dei neuroni sensoriali e motori del midollo spinale nella DMD. Sebbene sia in diretto contatto con i muscoli scheletrici, principale sede di danno causato dalla mancanza di distrofina, questa regione del sistema nervoso centrale è stata finora studiata assai meno del cervello. La connessione fra midollo spinale e muscoli è duplice, dipendendo da nervi sensoriali e motori. Le informazioni sensoriali che arrivano dai muscoli contribuiscono a controllare l’attività dei motoneuroni, regolando il tono e la rigidità muscolare. Esse vengono anche trasmesse al cervello, dando origine alla la sensibilità propriocettiva, fondamentale per il corretto controllo motorio.
Nella DMD, il circuito sensomotorio potrebbe essere influenzato direttamente dall’assenza di distrofina, come riportato nel cervello. Inoltre, la progressiva atrofia muscolare potrebbe anche indurre danni retrogradi ai neuroni sensoriali e a quelli motori, alle loro connessioni all’interno del midollo spinale, e anche ai nervi periferici sensomotori. Ciò si tradurrebbe in un notevole squilibrio tra le informazioni sensoriali provenienti dalla periferia e le uscite motorie, inducendo instabilità posturale e cadute. Poiché la propriocezione può essere “educata” mediante un’adeguata fisioterapia, sapere se e come essa viene alterata nella DMD può fornire spunti per una migliore terapia per i pazienti. Con questo progetto vogliamo iniziare un’analisi a tutto tondo delle proprietà funzionali dei neuroni sensoriali e motori e delle loro connessioni intramidollari nel classico modello di DMD, il topo mdx, con la speranza di identificare aspetti di eventuale interesse traslazionale, che possano portare ad una migliore gestione del movimento nei pazienti.
Francesca Grassi e Maria Egle De Stefano, Università La Sapienza di Roma.
REPORT INTERMEDIO DEL PROGETTO DI RICERCA
In soggetti con Distrofia Muscolare di Duchenne (DMD) sono presenti alterazioni nei circuiti neuronali, ben studiate nel cervello, ma non nel midollo spinale, che pure è a diretto contatto con i muscoli scheletrici tramite neuroni motori e sensoriali. Nella DMD, le vie sensoriali e motorie possono essere danneggiate, sia direttamente dalla mancanza di distrofina, che indirettamente attraverso contatto con muscoli gravemente compromessi.
Noi stiamo studiando in topi distrofici mdx le proprietà strutturali e funzionali dei neuroni motori e sensoriali e la loro interazione nel midollo spinale, valutando la presenza di alterazioni, la loro gravità, e progressività, e se queste si traducano in anomalie del movimento. L’interazione sensori-motoria potrebbe infatti essere compromessa nei bambini con DMD, peggiorando gli effetti della debolezza muscolare e contribuendo alle frequenti cadute nei soggetti deambulanti.
I risultati finora ottenuti suggeriscono che la comunicazione fra neuroni sensoriali e motoneuroni nel midollo spinale possa essere alterata a diversi livelli. In particolare, i primi risultati indicano che: le funzioni dei neuroni sensoriali sono modificate da muscoli normali, ma non da muscoli distrofici, indicando un’interazione neurone-muscolo è alterata nella DMD. Inoltre, il nervo sciatico, che convoglia fibre sensoriali e motorie, è significativamente compromesso, suggerendo difetti funzionali in entrambe le tipologie neuronali. Questo trova riscontro anche nella perdita significativa di motoneuroni nel midollo spinale dei topi mdx.
Questi dati evidenziano la necessità di studiare in dettaglio il circuito muscolo–neuroni sensoriali–neuroni motori–muscolo, poiché le sue alterazioni possono influire in modo significativo sul controllo motorio nella DMD.
Nei prossimi studi affineremo questi risultati e ci concentreremo sull’analisi delle proprietà funzionali dei motoneuroni e della loro risposta all’attivazione dei neuroni sensoriali, nonché sulle possibili variazioni dei loro punti di connessione nel midollo spinale. Se la nostra ipotesi di lavoro sarà confermata, si potrà valutare il beneficio di terapie mirate a migliorare la propriocezione, interventi che diventerebbero progressivamente più rilevanti man che le terapie farmacologiche e innovative prolungheranno la fase deambulante dei pazienti.
Contatti per ulteriori informazioni: francesca.grassi@uniroma1.it;
egle.destefano@uniroma1.it
