Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) e Sviluppo delle Alterazioni Neuropsichiatriche in Corso di Insufficienza Renale Cronica.

Negli ultimi venti anni sono stai fatti notevoli progressi nel trattamento dell’insufficienza renale cronica sia predialitica che terminale, tuttavia il tasso di mortalità resta significativamente elevato rispetto alla popolazione generale e la qualità della vita rimane insoddisfacente per l’insorgenza di alterazioni psico-fisiche di varia natura. In particolare dal punto di vista neurologico sono state descritte alterazioni sia a carico del sistema nervoso periferico (neuropatia uremica) sia del sistema nervoso centrale (encefalopatia uremica). Nell’encefalopatia uremica le prime manifestazioni consistono in alterazioni della personalità, irritabilità, sindrome ansiosa, difficoltà all’attenzione, e perdita della memoria. Sono inoltre presenti turbe del sonno, con sonnolenza durante il giorno e insonnia notturna, fino allo sviluppo di una vera e propria Depressione maggiore, soprattutto nei pazienti che vanno incontro a trattamento sostitutivo. Recentemente lo studio DOPPS (Dialysis Outcomes and Practice Patterns Study) ha evidenziato come la Depressione di per sé rappresenti un fattore predittivo indipendente di mortalità e ospedalizzazione nei pazienti dializzati. Proprio sulla base di questa osservazione abbiamo deciso di investigare i meccanismi fisiopatologici che portano allo sviluppo di questa patologia nell’insufficienza renale cronica. Negli ultimi anni la depressione è stata sempre più considerata come una patologia neurodegenerativa, caratterizzata da atrofia e morte cellulare a carico delle cellule della glia e dei neuroni nella corteccia e nell’ippocampo. Questa teoria si basa sul fatto che in soggetti depressi si osserva, oltre alla ben nota riduzione dei neurotrasmettitori noradrenalina e serotonina, una diminuzione dei livelli di neurotrofine, in particolare del Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF); questa famiglia di molecole svolge un ruolo importante nel trofismo cellulare, in quanto promuove meccanismi di differenziazione, sopravvivenza cellulare, plasticità sinaptica e neurogenesi. A conferma del ruolo cruciale di questi mediatori, è stato dimostrato che la terapia con antidepressivi determina un aumento dei livelli di neurotrofine associato ad un recupero morfo-anatomico oltre che sintomatologico. Per quanto riguarda l’insufficienza renale cronica, non esistono in letteratura dati riguardanti le eventuali modificazioni di tali fattori. Abbiamo pertanto deciso di disegnare un progetto di ricerca atto ad indagare il comportamento dei fattori neurotrofici in questa particolare condizione. Materiali e metodi La fase sperimentale è stata condotta su 30 ratti Wistar femmine, che sono stati randommizzati in tre gruppi: ratti controllo (C), ratti nefrectomizzati (Nx) e ratti nefrectomizzati trattati con Fluoxetina (Nx-F). I ratti nefrectomizzati sono stati sottoposti a procedura chirurgica di nefrectomia 5/6 con asportazione del rene dx e successiva resezione dei poli superiore e inferiore del rene sx (corrispondente a circa 2/3 del tessuto). Tutti gli animali sono stati sacrificati alla dodicesima settimana. Gli animali del gruppo Nx-F hanno ricevuto il farmaco alla dose di 15 mg/kg per un periodo di trattamento di due settimane, durante le quali sono stati registrati i pesi corporei e sono state raccolte le urine. Al momento del sacrificio sono stati prelevati anche campioni di siero, liquor, corteccia prefrontale, ippocampo e tessuto renale. I reni sono stati inclusi in paraffina per l’allestimento di preparati istologici con PAS. I campioni di corteccia ed ippocampo sono stati omogenati per valutare i livelli di BDNF centrale. Il BDNF è stato dosato anche nei campioni di liquor, siero, plasma e urine. Per la valutazione del BDNF è stato utilizzata la metodica immunoenzimatica ELISA impiegando appositi kit (BDNF Emax Immunoassay-Promega, USA ) seguendo i protocolli elaborati dal costruttore.. Risultati I livelli di BDNF nel liquor di Nx (73,4±24,3 pg BDNF/ml) risultano significativamente ridotti rispetto al gruppo C (128,7±35,3 pg BDNF/ml), mentre nel gruppo trattato con Fluoxetina risultano aumentati (Nx-F: 95,6±23,1 pg BDNF/ml)in modo significativo rispetto al gruppo non trattato, ma non rispetto al controllo. Nella corteccia prefrontale i livelli di BDNF sono significativamente ridotti nel gruppo Nx rispetto al gruppo C (Nx: 28,7±7,3 pg BDNF/mg prot vs C: 66,2±10,2 pg BDNF/mg prot; p<0.05) e mostrano un parziale recupero nel gruppo Nx-F (48,3±8,2 pg BDNF/mg prot). A livello ippocampale, i livelli di BDNF presentano differenze significative tra i tre gruppi, con un aumento nel gruppo Nx (Nx: 238±54,3 pg BDNF/mg prot; C: 90,1±29,4 pg BDNF/mg prot; Nx-F: 112,5±55,1 pg BDNF/mg prot). L’espressione tissutale di ERK 1/2 totale rispecchia l’andamento dei livelli tissutali di BDNF, sia a livello di cortex sia di ippocampo, così come quello della forma fosforilata (forma attiva). Per quanto riguarda i livelli periferici di BDNF nei ratti del gruppo Nx, nelle urine si ha una riduzione significativa (29,2±12,5 pg/mg creat. vs 90,3±99,3 pg/mg creat. nel controllo) ed analogamente nel plasma (228,7±90,7 pg/ml vs 429,7±137,4 pg/ml nel controllo), mentre nel gruppo Nx-F si assiste ad un parziale recupero (54,6±25,8 pg/mg creat e 364,6±112,4 pg/ml, rispettivamente). Conclusioni Il nostro studio dimostra che nell’IRC si ha una riduzione dei livelli plasmatici di BDNF totale che si accompagna ad una riduzione della sua escrezione urinaria. Tale risultato sembra confermare che questa neurotrofina sia filtrata a livello glomerulare: un calo nei livelli circolanti si accompagna ad una riduzione nei livelli urinari negli animali con IRC. Questo fenomeno può accadere se si ha una ridotta liberazione di BDNF nel torrente circolatorio: se così non fosse dovremmo assistere ad suo incremento plasmatico, come avviene per la creatinina. Questi risultati rispecchiano tuttavia parzialmente la situazione evidenziata a livello del sistema nervoso centrale: mentre a livello del liquor e della corteccia si registra una diminuzione di BDNF, a livello ippocampale si assiste esattamente all’opposto: nei ratti Nx i livelli di neurotrofina sono significativamente più elevati. Tale risultato è confermato dall’espressione tissutale di ERK 1/ 2 totale ed attivato, indicatori di attivazione della via di traduzione del segnale attivata dal BDNF. Questa ultima osservazione potrebbe essere spiegata dal fatto che mentre a livello corticale si ha un danno ormai instaurato, a livello ippocampale potrebbe rappresentare un tentativo di riparazione del danno causato dall’IRC. Infine la somministrazione di fluoxetina ai dosaggi comunemente impiegati per la terapia delle sindromi depressive, dimostra una efficacia parziale nel ripristinare i livelli di BDNF, inducendo ad ipotizzare l’esistenza di meccanismi di danno a livello del SNC specifici dell’IRC.