Studio degli effetti indotti dalle tossine botuliniche a livello di muscolo scheletrico

La prima parte di questo lavoro riguarda lo studio degli effetti indotti dalle tossine botuliniche nel muscolo scheletrico. In base a diverse caratteristiche, le fibre costituenti il muscolo scheletrico vengono distinte in fibre lente e fibre veloci. Le fibre muscolari lente (tipo I) presentano bassa velocità di contrazione ed elevata resistenza all’affaticamento. Le fibre veloci (tipo II) presentano elevata velocità di contrazione ma bassa resistenza all’affaticamento. E’ stato dimostrato da diversi studi che stati di inattività muscolare portano a una maggiore espressione di fibre veloci. Al contrario, l’aumento dell’attività muscolare induce un incremento in fibre lente. Le nostre osservazioni riportano, contrariamente a quanto atteso, che in seguito alla paralisi indotta da tossina botulinica una parte delle fibre del muscolo tibiale anteriore (che fisiologicamente presenta fibre veloci) cambiano il loro fenotipo diventando lente. Per correlare il cambiamento fenotipico delle fibre con la paralisi indotta dalle BoNTs è stata analizzata l’espressione di N-CAM (neural cell adhesion molecule). N-CAM è una glicoproteina di adesione che viene espressa sulle fibre muscolari in seguito a denervazione o paralisi mentre non è espressa in condizioni fisiologiche. I risultati ottenuti dimostrano che le fibre diventate lente non esprimono mai N-CAM mentre le altre fibre dello stesso muscolo sono positive per tale marcatura. Queste osservazioni suggeriscono che tali fibre siano andate incontro ad un sovraccarico compensatorio che le ha portate al cambiamento da fibre veloci a fibre lente. Gli esperimenti attualmente in corso sono rivolti a comprendere tale fenomeno e capire se le tossine botuliniche possano essere selettive per certe unità motorie rispetto ad altre. La seconda parte del progetto sfrutta la proprietà di N-CAM di essere espressa solo nelle fibre muscolari paralizzate di topo adulto per lo studio comparativo della diffusione di diverse preparazioni commerciali di tossina botulinica di sierotipo A. Molti disturbi dovuti ad iperattività colinergica del sistema nervoso periferico vengono comunemente trattati nella pratica clinica mediante l’uso di preparazioni farmaceutiche di tossina botulinica. In questo progetto, tre preparazioni commercialmente disponibili di tossina botulinica di sierotipo A (Botox?-Allergan, Inc., Dysport?-Ipsen, Ltd. e Xeomin?-Merz Pharmaceuticals), sono state studiate e comparate in termini di diffusione dal sito di iniezione intramuscolare nel topo. I dati ottenuti dimostrano che le tre preparazioni di tossina botulinica presentano una diffusione limitata ai muscoli adiacenti al sito di iniezione e che le tre formulazioni hanno un profilo di diffusione molto simile tra loro.