La distrofia muscolare di Duchenne è una patologia genetica grave legata al cromosoma X, caratterizzata da una progressiva degenerazione della muscolatura scheletrica. Nonostante l’assenza della distrofina sia ben nota, i meccanismi che portano alla morte delle fibre muscolari non sono completamente chiariti.
Uno degli eventi chiave è il sovraccarico di calcio intracellulare, associato all’apertura del poro di transizione della permeabilità mitocondriale (PTP), che svolge un ruolo preminente nella morte delle fibre muscolari. Modelli animali di DMD hanno evidenziato una disfunzione mitocondriale legata a un’alterata omeostasi del calcio.
Studi precedenti nel modello zebrafish “sapje”, che riproduce fedelmente il fenotipo della DMD, hanno osservato: i) un marcato difetto strutturale delle fibre muscolari; ii) una riduzione della capacità respiratoria mitocondriale; iii) morte precoce delle fibre muscolari.
E' stato inoltre dimostrato che l’inibizione del PTP, sia diretta che indiretta (ad esempio tramite TR001 o Alisporivir), è in grado di migliorare significativamente il fenotipo patologico ripristinando sia la funzionalità dei mitocondri che la struttura e la funzionalità muscolare.
L’obiettivo principale del progetto è quello di ricostruire in modo completo il meccanismo d'azione con cui il composto TR001 è in grado di rigenerare le fibre muscolari in assenza di distrofina ed individuare nuovi bersagli terapeutici per lo sviluppo di trattamenti combinatori innovativi. Per raggiungere questi obiettivi verranno utilizzati sia mioblasti derivati da pazienti DMD che il modello zebrafish mutante (sapje). Le principali strategie sperimentali includeranno: i) analisi trascrittomica mediante RNA-seq per identificare geni e pathways modulati dal trattamento farmacologico con il composto TR001 in sapje zebrafish a tre differenti stadi di sviluppo; ii) Validazione dei risultati tramite qRT-PCR su RNA isolato da mioblasti di pazienti DMD; iii) In vivo imaging di linee zebrafish reporter per monitorare l'effetto del TR001 su specifiche vie di segnalazione coinvolte nello sviluppo muscolare, sull'omeostasi del Calcio e sulla dinamica mitocondriale.
Una migliore comprensione dei meccanismi molecolari con cui il composto TR001 favorisce il completo recupero della struttura e della funzione del muscolo scheletrico e la contemporanea identificazione di biomarcatori di efficacia terapeutica, oltre che di nuovi potenziali bersagli terapeutici, consentirà di compiere un ulteriore passo in avanti verso la validazione di una terapia mitocondriale per la DMD.
L’obiettivo finale è rallentare o arrestare la progressione della malattia e migliorare la qualità di vita dei pazienti mediante lo sviluppo di terapie innovative basate su nuovi composti.