Modellazione della sclerosi multipla nei due sessi: encefalomielite autoimmune sperimentale indotta da MOG_35-55

La sclerosi multipla (SM) è una malattia infiammatoria cronica autoimmune che colpisce il sistema nervoso centrale (SNC). Mostra la presenza di infiltrazione perivascolare di cellule infiammatorie, demielinizzazione, perdita assonale e gliosi¹. La sua eziologia rimane sconosciuta e i suoi aspetti clinici, radiografici e patologici suggeriscono una notevole eterogeneità nella malattia².

A causa della sua eziologia e complessità sconosciute, al momento, nessun modello animale ricapitola tutte le caratteristiche cliniche e radiologiche mostrate nella SM^{umana 3,4}. Tuttavia, vari modelli animali sono impiegati per studiare diversi aspetti della MS ^3,4. In questi modelli, l’inizio della malattia è in genere estremamente artificiale e il periodo di insorgenza dei segni clinici è diverso tra gli esseri umani e i topi. Ad esempio, nell’uomo, i processi fisiopatologici alla base della malattia non vengono rilevati per anni prima dell’insorgenza delle manifestazioni cliniche. Al contrario, gli sperimentatori possono rilevare i sintomi nei modelli animali entro settimane o addirittura giorni dopo l’induzione della SM⁴.

Tre modelli animali di base producono le caratteristiche della demielinizzazione che sono caratteristiche della SM: quelli indotti da virus (ad esempio, il virus dell’encefalomielite murina di Theiler), quelli indotti da agenti tossici (ad esempio, cuprizone, lisolecitina) e le diverse varianti dell’encefalomielite autoimmune sperimentale (EAE)⁵. Ogni modello aiuta a studiare alcuni aspetti specifici della malattia, ma nessuno replica tutte le caratteristiche della SM⁶. Pertanto, è fondamentale scegliere il modello corretto considerando le specifiche esigenze sperimentali e le questioni scientifiche da affrontare.

Grazie alle procedure di immunizzazione contro gli antigeni derivati dalla mielina, l’EAE è indotta dall’innesco di una risposta autoimmune ai componenti del SNC nei topi predisposti. L’interazione tra un’ampia gamma di meccanismi immunopatologici e neuropatologici provoca lo sviluppo dei principali tratti patologici della SM (cioè infiammazione, demielinizzazione, perdita assonale e gliosi) nei topi immunizzati ^7,8. I topi iniziano a mostrare sintomi clinici intorno alla seconda settimana dopo l’immunizzazione e generalmente mostrano una paralisi ascendente dalla coda all’arto e all’arto anteriore. Il punteggio clinico (cioè la quantificazione dell’accumulo di deficit correlati alla malattia) è generalmente valutato utilizzando una scala a 5 punti⁷.

L’immunizzazione attiva con proteine o peptidi o il trasferimento passivo di cellule T encefalitogene possono essere utilizzate per indurre EAE in topi con diversi background genetici (ad esempio, SJL/J, C57BL/6 e topi non obesi-diabetici (NOD)). La proteina proteolipidica della mielina (PLP), la proteina basica della mielina (MBP) e la glicoproteina oligodendrocitaria della mielina (MOG) sono esempi di proteine del sistema nervoso centrale da cui vengono solitamente prodotti gli immunogeni. In particolare, i topi SJL/J immunizzati con l’epitopo immunodominante di PLP (PLP_139−151) sviluppano un decorso di malattia recidivante-remittente (RR), mentre i topi C57BL/6J immunizzati con il peptide immunodominante MOG_35-55 mostrano EAE di natura cronica¹. Nonostante alcune limitazioni, come la scarsità di informazioni sulla progressione della SM, il ruolo delle cellule B nella malattia, i meccanismi inside-out o le difficoltà nello studio della rimielinizzazione, i modelli EAE hanno contribuito enormemente alla comprensione dei processi autoimmuni e neuroinfiammatori, aumentando le conoscenze nel campo della SM e consentendo così lo sviluppo di nuovi approcci terapeutici per questa malattia^{4, 6}. Introduzione

Nel presente lavoro, ci siamo concentrati su una particolare forma di EAE attivo, la forma^indotta dal peptide glicoproteico oligodendrocitario della mielina 35-55 (MOG_35-55) 9,10,11,12. L’EAE indotta da MOG_35-55 modella una forma cronica di SM. Dopo l’immunizzazione, i topi vanno incontro a una fase asintomatica entro la prima settimana dopo l’immunizzazione, quindi la malattia insorge tipicamente durante la seconda settimana dopo l’immunizzazione, mentre tra la terza e la quarta settimana dopo l’immunizzazione, la malattia diventa cronica, senza possibilità di pieno recupero dai deficit accumulati ^7,8,13. È interessante notare che nella maggior parte degli studi presenti^{in letteratura non} si osservano differenze tra maschi e femmine in termini di incidenza, insorgenza della malattia, decorso o progressione, anche se un numero inferiore di studi confronta la malattia nei maschi e nelle femmine.

Al contrario, negli esseri umani, questi parametri sono noti per essere fortemente dimorfici sessualmente². La sclerosi multipla colpisce più le donne che gli uomini; Tuttavia, gli uomini generalmente sviluppano una forma più aggressiva della malattia². Queste evidenze hanno suggerito un ruolo essenziale, oltre che complesso, degli ormoni gonadici¹⁵; Tuttavia, il ruolo e il meccanismo d’azione degli ormoni sessuali nella patologia rimangono poco chiari. Inoltre, i dati provenienti da modelli animali supportano l’idea che sia gli estrogeni che gli androgeni esercitino effetti positivi su diversi tratti della patologia in modo sesso-specifico ^16,17.

Alcuni studi suggeriscono anche effetti neuroprotettivi, promielinizzanti e antinfiammatori del progesterone¹⁸ e, sebbene le prove nei pazienti con SM siano scarse¹⁸, gli steroidi neuroattivi (cioè steroidi sintetizzati de novo dal sistema nervoso, come il pregnenolone, il tetraidroprogesterone e il diidroprogesterone) potrebbero anche influenzare il decorso patologico¹⁹. Collettivamente, questi dati supportano l’idea che gli ormoni sessuali prodotti sia perifericamente che all’interno del sistema nervoso centrale abbiano un ruolo importante e specifico per sesso nell’insorgenza e nella progressione della malattia. Pertanto, nel presente lavoro, sollecitiamo la raccolta di dati separati da animali maschi e femmine.

Dal punto di vista istopatologico, la sostanza bianca del midollo spinale funge da sito principale di lesione del SNC in questo modello, che è caratterizzato da regioni multifocali e confluenti di infiltrazione infiammatoria mononucleare e demielinizzazione⁸. Pertanto, nel descrivere questo protocollo per l’induzione di EAE indotta da MOG_35-55 in topi C57BL/6J, prenderemo in considerazione l’esito della malattia nei due sessi e forniremo alcune informazioni istopatologiche riguardanti il midollo spinale.