Profilazione di animali modello di Sclerosi Laterale Amiotrofica: sintomi precoci e variazioni di genere

Abstract

La sclerosi laterale amiotrofica è una malattia neurodegenerativa che colpisce i motoneuroni, con conseguente debolezza e paralisi muscolare. Nei casi di SLA familiare le mutazioni al gene superossido dismutasi 1 (SOD1) sono una delle principali cause genetiche. SOD1 è una delle proteine più abbondanti ed espresse nei tessuti dei mammiferi. Esistono vari modelli per studiare l’evoluzione della SLA. Il modello animale più usato è quello murino transgenico SOD1-G93A, che riproduce molte delle caratteristiche tipiche della SLA umana. Questa tesi si focalizza sul quarantesimo giorno di vita dei topi SOD1-G93A con l’obiettivo di individuare sintomi precoci e valutare le differenze di genere nella progressione della malattia. Per ottenere i dati sono stati usati test comportamentali consolidati come l’Open Field, integrati con analisi computerizzata. L’analisi del comportamento motorio in questo modello murino rivela alterazioni precoci nei maschi malati già a 40 giorni di età, con una riduzione della velocità media rispetto ai controlli sani. Tuttavia, parametri come l’accelerazione e la velocità massima non risultano alterati, suggerendo che la minore attività sia dovuta più a un deficit motivazionale che ad un’incapacità fisica. L’analisi della distanza percorsa e dell’indice di esplorazione evidenzia una ridotta propensione all’esplorazione nei topi maschi malati rispetto ai controlli. Parametri comportamentali come eventi di freezing e tempo totale di immobilità confermano un aumento dello stress e dell’apatia, in linea con i sintomi precoci osservati nei pazienti SLA. Questi risultati suggeriscono che alterazioni comportamentali e motorie sono già presenti in fasi precoci della malattia sottolineando l’importanza di considerare parametri motivazionali e cognitivi oltre ai deficit fisici nel modello murino di SLA. I dati ottenuti serviranno anche per capire se, e quando, maschi e femmine si sovrappongono per sintomatologia.

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disease that affects motor neurons, leading to muscle weakness and paralysis. In cases of familial ALS, mutations in the superoxide dismutase 1 (SOD1) gene are one of the main genetic causes. SOD1 is one of the most abundant and highly expressed proteins in mammalian tissues. Various models exist to study the progression of ALS, with the most used animal model being the SOD1-G93A transgenic mouse, which reproduces many of the typical characteristics of human ALS. This thesis focuses on the fortieth day of life of SOD1-G93A mice, aiming to identify early symptoms and assess gender differences in disease progression. To obtain data, well-established behavioural tests such as the Open Field test were used, complemented by computerized analysis. Motor behaviour analysis in this mouse model reveals early alterations in affected males as early as 40 days of age, with a reduction in average speed compared to healthy controls. However, parameters such as acceleration and maximum speed remain unchanged, suggesting that decreased activity is more likely due to a motivational deficit rather than a physical inability. The analysis of distance travelled and the exploration index highlights a reduced tendency for exploration in affected male mice compared to controls. Behavioural parameters such as freezing events and total immobility time confirm an increase in stress and apathy, consistent with early symptoms observed in ALS patients. These findings suggest that behavioural and motor alterations are already present in the early stages of the disease, emphasizing the importance of considering motivational and cognitive parameters in addition to physical deficits in the ALS mouse model. The data obtained will also help determine if, and when, males and females overlap in symptomatology.