Marinesco-Sjogren's syndrome (MSS) is a rare autosomal recessive genetic disorder that occurs in early childhood. MSS is characterised by a clinical triad consisting of congenital cataracts, muscle weakness and ataxia resulting from myopathy and Purkinje cell degeneration. In most cases, MSS is due to loss-of-function mutations of SIL1, a nucleotide exchange factor for the key ER chaperone BiP (Binding Immunoglobulin Protein also known as GRP78). The loss of SIL1 functions by preventing the release of ADP from BiP, blocks the folding cycle and thus leads to the accumulation of unfolded proteins in the ER and the activation of the unfolded protein response (UPR). Indeed, a maladaptive UPR possibly contribute to Purkinje e skeletal muscle cell degeneration in MSS. We have recently shown that inhibition of the UPR signal transducer PERK reduces cell death and delays disease onset in the woozy mouse model of MSS. Unfortunately, the beneficial effects of PERK inhibition have diminished substantially over time. In the current study we are evaluating a protein replacement strategy to rescue Sil1 functions. To this aim we prepared different fusion proteins with Sil1 fused to different cell penetrating peptides (CPP). The most efficient penetration was obtained by placing the transactivator of transcription (TAT) peptide of human immunodeficiency virus to the C-terminus of Sil1. Treatment of diseased cells with this recombinant fusion protein was able to improve some biomarkers of MSS. We are preparing a large quantity of recombinant Sil1-TAT to treat woozy mice in order to examine the pharmacokinetics and obtain information on a possible rescue of the MSS phenotype. The conclusion of the study will provide information on the possible use of CPP-based protein replacement therapy for the treatment of MSS.

La sindrome di Marinesco-Sjögren (MSS) è una rara malattia genetica dell'infanzia legata a mutazioni del gene SIL1. Gli individui affetti da MSS soffrono di varie disabilità, tra cui debolezza muscolare e perdita di coordinazione motoria causata dalla morte di particolari cellule neuronali del cervelletto. Dopo una fase iniziale progressiva i sintomi si stabilizzano e i pazienti hanno un'aspettativa di vita normale. Pertanto, qualsiasi trattamento che prevenga, ritardi o attenui la degenerazione cerebellare e/o la patologia muscolare può migliorare significativamente la qualità di vita dei pazienti. Studi precedenti hanno riportato che la reintroduzione del gene SIL1 previene la degenerazione cerebellare e preserva la funzione motoria in topi, denominati woozy, portatori dello stesso difetto genetico rilevabile nelle persone affette da MSS. Nel nostro laboratorio abbiamo recentemente dimostrato che agendo su un meccanismo cellulare denominato UPR (risposta a proteine malpiegate) possiamo ridurre la morte cellulare e ritardare l'insorgenza della malattia nel topo woozy. Purtroppo, gli effetti benefici dell'inibizione di UPR diminuiscono notevolmente nel tempo. Nel presente studio stiamo valutando una strategia di sostituzione proteica per rimpiazzare le funzioni svolte da Sil1. A questo scopo abbiamo preparato diverse proteine di fusione tra Sil1 e peptidi capaci di penetrare nelle cellule. Queste proteine chimeriche dovrebbero entrare nelle cellule, grazie alla presenza dei peptidi penetranti, e sopperire alla funzione mancante. La chimera che entrava con maggiore efficienza nella cellule è stata ottenuta inserendo il peptide del transattivatore della trascrizione (TAT) del virus dell'immunodeficienza umana nella regione terminale di Sil1 (Sil1-TAT). Il trattamento delle cellule malate con questa proteina di fusione ricombinante è stato in grado di migliorare alcuni indicatori di malattia. Altri saggi sono in corso per capire a pieno gli effetti di questo trattamento. Inoltre, stiamo preparando una grande quantità della suddetta proteina di fusione (Sil1-TAT) da utilizzare per il trattamento di topi woozy al fine di esaminare la distribuzione del farmaco nei diversi tessuti ed ottenere informazioni su un possibile miglioramento delle capacità motorie. La conclusione dello studio fornirà indicazioni sul possibile uso della terapia di sostituzione proteica per il trattamento della MSS.

Marinesco-Sjogren syndrome

Sindrome di Marinesco-Sjogren