Exosomes as a vehicle for alpha-Synuclein toxic species propagation in alpha±-synucleinopathies

Le alpha-sinucleinopatie sono un gruppo di malattie neurodegenerative caratterizzate dall'anormale aggregazione della proteina alpha-Sinucleina (aS). La localizzazione dell'aS è prevalentemente pre-sinaptica, ove sembra non solo svolgere la propria funzione fisiologica, ma anche iniziare l'alterazione patologica della sua struttura. Nonostante i meccanismi alla base di questo evento non siano noti, una delle ipotesi proposte è l'internalizzazione di specie tossiche di aS rilasciate da altre cellule. Queste forme di aS, infatti, al pari di quello che avviene nelle malattie prioniche, indurrebbero l'aggregazione dell'aS endogena. Tali premesse hanno indotto uno studio principalmente focalizzato sull'impatto a livello sinaptico di specie tossiche di aS veicolate dagli esosomi. Gli esosomi sono stati purificati da cellule HEK293T trasfettate con aS-EGFP e trattate o meno con il DOPAL, un metabolita tossico della dopamina che è in grado di indurre l'aggregazione dell'aS. Una volta verificato che le vescicole contenessero specie aggregate di aS, queste sono state poi incubate con culture neuronali primarie. Per valutare il loro effetto a livello sinaptico sono stati presi in considerazione vari fattori. Per primo è stata dimostrata una riduzione dei livelli di sinaptofisina e PSD-95, due proteine marker rispettivamente della pre- e della post-sinapsi. Queste alterazioni sono anche accompagnate da una disfunzione a livello sinaptico, caratterizzata non solo da una diminuzione del numero di vescicole per sinapsi, ma anche da una loro maggiore distanza dalla zona attiva. Anche la morfologia neuronale è stata alterata mentre non si è registrato alcun aumento di marker necrotici o apoptotici. Gli esosomi contenenti aS e aS modificata da DOPAL sono stati poi incubati con cellule di microglia primaria al fine di valutare se erano in grado di indurre una risposta infiammatoria. Il trattamento con gli esosomi ha aumentato la concentrazione della citochina pro-infiammatoria IL-1beta nel medium, facendo ipotizzare un loro coinvolgimento anche nella neuro-infiammazione. In conclusione questi dati suggeriscono che gli esosomi rilasciati dalle cellule e contenenti specie aggregate di aS propaghino la tossicità  a livello neuronale e stimolino nella microglia la produzione di fattori pro-infiammatori, creando una sorta di circolo vizioso che ne aumenta l'effetto patologico. Gli esosomi contenenti specie aggregate di aS potrebbero quindi non solo diventare nuovi target terapeutici, ma anche potenziali biomarker per la diagnosi delle alfa-sinucleinopatie.