Il collagene VI è una proteina della matrice extracellulare che forma un reticolo di microfilamenti nel muscolo scheletrico ed in altri organi. Le mutazioni dei geni del collagene VI causano due malattie nell'uomo: la miopatia di Bethlem e la distrofia muscolare congenita di Ullrich, di cui è ignota la patogenesi. E' stato eseguito uno studio in collaborazione con l'Università di Padova (Prof. P. Bonaldo) su topi transgenici privi collagene VI (Col6a1-/-) prodotti precedentemente.
I risultati pubblicati (Irwin et al. Nature Genet 2003;35:367-371) sono stati citati tra i "Neurogenetics top research advances from 2003" dalla rivista Neurology Today (2004 4: 5-6). Si è dimostrato che il muscolo Col6a1-/- ha una perdita della forza contrattile con alterazioni ultrastrutturali del reticolo sarcoplasmatico (SR) e dei mitocondri, e apoptosi spontanea. Il microscopio elettronico ha rivelato difetti nel muscolo Col6a1-/-. Alterazioni dei mitocondri (creste tubulari e densità della matrice alterata, con presenza di "dense bodies") e del SR (marcata dilatazione, specialmente a livello delle triadi, mentre i sarcomeri, il sarcolemma e la lamina basale erano normali). Nelle fibre muscolari Col6a1-/- con alterazione degli organuli sono stati identificati nuclei con i tipici segni dell'apoptosi. Nei controlli non si è riscontrata nessuna alterazione. La presenza di fibre muscolari positive al blu-Evans suggerisce che il muscolo con deficit di collagene VI contenga fibre affette in modo variabile, che rappresentano vari gradi del processo distrofico. La funzione mitocondriale è stata studiata in miofibre di FDB in coltura. Il potenziale transmembrana mitocondriale è stato valutato mediante tetramethilrodamina metil estere, un tracciante fluorescente che si accumula nei mitocondri polarizzati ed è rilasciato quando il potenziale transmembrana diminuisce. E' stata scoperta una disfunzione mitocondriale latente nelle fibre muscolari Col6a1-/- dopo incubazione con oligomicina (inibitore selettivo delle ATPasi) che provoca depolarizzazione dei mitocondri, altera la regolazione del Ca2+ e induce apoptosi. Questo effetto è reversibile coltivando le miofibre Col6a1-/- su collagene VI oppure somministrando ciclosporina A (CsA), l'inibitore del "permeability transition pore" (PTP) mitocondriale. Il trattamento dei topi Col6a1-/- con CsA recuperava le alterazioni ultrastrutturali e riduceva il numero di nuclei apoptotici in vivo.
Questi risultati indicano che le miopatie dovute a collagene VI hanno una inaspettata patogenesi mitocondriale. La carenza di collagene VI causa un aumento dell'apertura del PTP attraverso un'anomala trasmissione del segnale mediata da integrine. L'aumentata apertura del PTP altererebbe la gestione del Ca2+ da parte del SR con ulteriore aumento del tempo di apertura del PTP e avvierebbe un circolo vizioso che conduce alle alterazioni strutturali. Il dato che le alterazioni e l'apoptosi nel muscolo Col6a1-/-possano essere recuperati dalla CsA attraverso un meccanismo mitocondriale, può aprire un percorso di trattamento farmacologico per la miopatia di Bethlem e la distrofia muscolare congenita di Ullrich.
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