Title

 

Authors

R. Crupi¹, A. Ahmad¹, E. Mazzon², D. impellizzeri¹, E. Esposito¹, S. Cuzzocrea^1,2
 
1Dipartimento Clinico e Sperimentale di Medicina e Farmacologia, Università degli Studi di  Messina, Italia;
² IRCCS Centro Neurolesi "Bonino-Pulejo", Messina, Italia

 

Abstract

Con il termine di Recettori di tipo Toll (TLR) si definisce una classe di recettori a singolo segmento transmembrana che riconoscono motivi molecolari stereotipati, comuni a numerosi microrganismi patogeni. I recettori di tipo Toll caratterizzano le cellule dell'immunità innata e, quando attivati, scatenano una risposta di tipo infiammatorio (ad es. determinando il rilascio di granuli di istamina da parte dei mastociti). Possono localizzarsi a livello della membrana citoplasmatica (es. TLR4 che riconosce insieme a CD14 il lipopolisaccaride batterico) o a livello endosomiale (es. TLR3 preposto al riconoscimento di dsRNA virali frequentemente presenti in quel distretto cellulare). In particolare i TLR4 sono espressi dalle cellule del sistema immunitario e dalle cellule residenti nel parenchima cerebrale come la glia, i neuroni, e cellule endoteliali della barriera ematoencefalica. Questi recettori sono attivati sia in presenza di macromolecole espresse da agenti infettivi (ad es. virus e batteri) che da molecole endogene prodotte in un tessuto danneggiato da un evento patologico (ad es. traumatico, ischemico oppure dalla comparsa di una crisi epilettica). L’attivazione del TLR “signaling” induce una attivazione trascrizionale di vari mediatori dell’infiammazione attraverso l’induzione di NFkB o AP-1. In assenza di agenti patogeni, TLR “signaling” puo’ essere attivato da citochine, quali la IL-1beta o IL-18, o da ligandi endogeni chiamati DAMP (Damage Associated Molecular Pattern). I DAMP sono segnali di pericolo rilasciati dalle cellule del parenchima cerebrale per allertare le cellule circostanti ed attivare programmi omeostatici di difesa. Per studiare questi aspetti e’ stato utilizzato un approccio multidisciplinare che comprende tecniche comportamentali, di immunoistochimica, e biomolecolari applicati a modelli di danno indotto da trauma cranico. In questo studio abbiamo utilizzato il modello sperimentale di trauma cranico  in topi (10 per gruppo) C57BL/10ScN (TLR-4 KO). Gli animali sono stati sottoposti a trauma cranico (TBI), seguendo il modello sperimentale definito "controlled cortical impact “. Gli animali di controllo hanno subito la stessa procedura di anestesia, tranne il TBI.
 il trauma produce un danno di media severita’(velocita’ di impatto1.5 m/sec). Subito dopo la lesione gli animali sono stati saturati ed immediatamente e’ stata applicata la lidocaina al 2%.
A 24h dal trauma gli animali sono stati sottoposti a test comportamentali quali l’elevated plus maze per valutare la performance cognitiva. Dopo gli studi comportamentali, il cervello è stato prelevato mediante craniectomia per analisi istologica, per gli studi immunoistochimici, e  per analisi di biologia molecolare (western blot), per valutare l’espressione di molecole infiammatorie quali: Bax, NFkb, GFAP, iNOS, pJNK e  Ikb-alpha. I risultati ottenuti hanno messo in luce che la deplezione del gene TLR4 in topi TLR4 KO, favorisce la normale riparazione  ed il progressivo recupero funzionale a livello cerebrale in topi KO rispetto ai WT.