Titolo della tesi: Targeting the RNA binding protein HuD to control ALS disease
HuD è una RNA-binding protein (RBP) codificata dal gene ELAVL4, espressa selettivamente nel sistema nervoso e coinvolta in modo cruciale nello sviluppo neuronale. Evidenze recenti ne indicano un potenziale ruolo anche nelle malattie neurodegenerative, tra cui la Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA), caratterizzata da degenerazione e morte dei motoneuroni (MNs) superiori e inferiori. In particolare, un’aumentata espressione di HuD, sia a livello di mRNA sia proteico, è stata osservata in MNs derivati da cellule staminali pluripotenti indotte umane (hiPSCs) portatrici della variante patogenica FUS P525L e in modelli murini Fus-Δ14 knock-in, con conseguenti alterazioni del trascrittoma e del fenotipo neuronale. I MNs con mutazione in FUS mostrano infatti un incremento del branching assonale rispetto ai controlli FUS wild type (WT). Inoltre, la sovraespressione di HuD nei neuroni determina un effetto di guadagno di funzione in grado di ricapitolare le anomalie indotte dalla variante FUS P525L, compromettendo la formazione delle giunzioni neuromuscolari (NMJs) e favorendo fenomeni apoptotici, come osservato in co-colture di MNs derivati da hiPSC e cellule muscolari scheletriche (SKM). In linea con questi dati, la sovraespressione neuronale di ELAV, ortologo di ELAVL4 in Drosophila melanogaster, induce deficit motori nei moscerini. Ulteriori studi suggeriscono anche un coinvolgimento di HuD nella SLA sporadica: l’espressione di HuD risulta infatti aumentata in risposta a stress ossidativo in MNs WT derivati da hiPSCs e in tessuti cerebrali post-mortem di pazienti affetti da SLA sporadica. Alla luce di queste osservazioni, e nell’ambito del progetto Spoke 3 – Neurodegeneration of the National Center for RNA & Gene Therapy, abbiamo progettato e testato molecole terapeutiche basate su RNA, in particolare siRNA, miRNA mimics e Antisense Oligonucleotides (ASOs) gapmers, dirette contro l’mRNA di HuD per ridurne i livelli di espressione. Questa classe di molecole a scopo terapeutico rappresenta un approccio in rapida espansione, capace di modulare direttamente l’espressione genica e intervenire su meccanismi patogenetici alla base delle malattie neurologiche, regolando diversi aspetti del metabolismo dell’RNA, inclusa la degradazione dell’mRNA. Diversi farmaci RNA-based sono già stati approvati e immessi in commercio, come Nusinersen per l’Atrofia Muscolare Spinale (SMA) e Tofersen per la SLA, mentre diversi ASOs e miRNA mimics sono attualmente in fase di valutazione in numerosi trial clinici. Testando tali molecole in modelli cellulari umani in vitro, il nostro obiettivo è fornire la prima prova dell’efficacia del silenziamento di HuD, contribuendo allo sviluppo di future strategie terapeutiche basate su RNA per la SLA.