Titolo della tesi: Effects of microgravity on behavior and amyloid aggregation in transgenic Caenorhabditis elegans lines expressing human Aβ1-42
Con l'aumento delle pressioni ambientali sulla Terra, i viaggi spaziali di lunga durata potrebbero diventare una necessità, sollevando interrogativi sugli effetti fisiologici della microgravità (µg) e delle radiazioni cosmiche. Nonostante i progressi compiuti nella biomedicina spaziale, i meccanismi molecolari alla base delle malattie neurodegenerative in queste condizioni rimangono ancora poco chiari.
È stato dimostrato che la microgravità influisce sull'omeostasi proteica, compresi il ripiegamento e l'aggregazione delle proteine. Per studiare l'impatto della microgravità sulla β-amiloide (Aβ), il principale segno patologico della malattia di Alzheimer, ho utilizzato linee transgeniche di Caenorhabditis elegans che esprimono costitutivamente l'Aβ1-42 umana nei neuroni o nei muscoli della parete corporea, consentendo analisi fenotipiche sia in condizioni normali che di microgravità simulata.
Sia l'espressione neuronale che quella muscolare dell'Aβ1-42 hanno compromesso la locomozione rispetto ai controlli isogenici. Tuttavia, solo la linea che esprimeva l'Aβ1-42 nei muscoli ha mostrato una riduzione del movimento faringeo associata a un’estensione della durata della vita, probabilmente dovuto alla restrizione calorica. Al contrario, l'espressione neuronale dell'Aβ1-42 ha ridotto la durata della vita senza influire sul movimento faringeo. L'analisi immunofluorescente ha confermato il deposito di Aβ1-42 specifico per tessuto.
Gli animali sono stati esposti per 48 ore a un ambiente di microgravità simulata utilizzando il Rotary Cell Culture System (RCCS) sviluppato dalla NASA. I dati sono stati raccolti da linee transgeniche e dai loro controlli isogenici, a diversi tempi (T4, T8 e T12; T0 corrisponde allo stadio di giovane adulto (YA), T1 al primo giorno dell'età adulta e così via). Le analisi di immunofluorescenza a T8 e T12 negli animali che esprimono Aβ1-42 nei muscoli hanno rivelato differenze tra le condizioni di gravità terrestre e quelle di microgravità. I test di locomozione, sopravvivenza e pompaggio faringeo indicano in modo coerente che la microgravità modula il comportamento dei vermi, in particolare in presenza di espressione di Aβ.
Nel complesso, questi risultati contribuiscono alla nostra comprensione delle interazioni gene-ambiente nella neurodegenerazione. Combinando un modello geneticamente definito con un sistema analogico spaziale controllato, questo studio fornisce un quadro di riferimento per valutare se le strategie terapeutiche mirate all'aggregazione dell'Aβ, come gli anticorpi monoclonali, mantengano la loro efficacia in condizioni di microgravità. Questi risultati potrebbero orientare lo sviluppo di approcci neuroprotettivi per missioni spaziali di lunga durata, fornendo al contempo spunti traslazionali per le malattie neurodegenerative sulla Terra.