Gli integratori di galattosio correggono i difetti lipidici cerebrali in un raro disturbo della glicosilazione

SLC35A2-CDG è una malattia congenita della glicosilazione a trasmissione X-linked, causata da varianti loss-of-function in SLC35A2, il gene che codifica per il trasportatore UDP-galattosio (UDP-gal) nel Golgi e nel reticolo endoplasmatico. Gli individui affetti — per lo più femmine con mutazioni germinali de novo — presentano tipicamente encefalopatia evolutiva ed epilettica, disabilità intellettiva, ipotonia e anomalie alla risonanza magnetica cerebrale. Nonostante la supplementazione orale di galattosio abbia mostrato benefici clinici in alcuni pazienti, il preciso meccanismo cellulare era rimasto poco chiaro.

I ricercatori hanno utilizzato fibroblasti cutanei derivati da pazienti provenienti da otto individui con SLC35A2-CDG, insieme a cellule CHO-Lec8 come ulteriore modello SLC35A2-deficiente, per caratterizzare il metabolismo centrale del carbonio, la glicosilazione proteica N- e O-linked e la sintesi dei glicosfingolipidi (GSL) mediante metabolomica con traccianti, spettrometria di massa e marcatura con isotopi stabili. Contrariamente alle aspettative basate sul noto ruolo dell'UDP-gal nella glicosilazione proteica, i difetti di glicosilazione N- e O-linked erano solo minimi nei fibroblasti dei pazienti. Al contrario, la glicosilazione lipidica risultava profondamente alterata: la glucosilceramide (GlcCer) si accumulava in modo marcato, mentre i GSL digalattosidilati e i gangliosidi complessi — tra cui GM1, GD1a, GD1b e GT1b — erano significativamente ridotti o assenti.

La supplementazione di galattosio a una concentrazione clinicamente rilevante (2 mM, corrispondente ai livelli sierici nei pazienti che ricevono 1 g/kg/die) aumentava i pool intracellulari di UDP-galattosio, ne potenziava il trasporto nel lume del Golgi e ripristinava direttamente la sintesi dei GSL. Il tracciamento isotopico con U-¹³C galattosio ha confermato che il galattosio supplementato veniva incorporato direttamente nelle specie GSL ripristinate. Questo effetto era consistente in tutte e otto le linee di fibroblasti dei pazienti e nelle cellule CHO-Lec8, suggerendo un meccanismo universale piuttosto che una risposta variante-specifica. La combinazione con epalrestat (un inibitore dell'aldoso reduttasi) o cloruro di manganese — agenti che modulano le vie di glicosilazione — non migliorava sostanzialmente i risultati rispetto al solo galattosio.

L'analisi sierica di pazienti con SLC35A2-CDG ha identificato GSL idrossilati, in particolare GM3 idrossilato, come potenziali biomarcatori di malattia, offrendo una nuova possibilità diagnostica al di là dell'attuale test di isoelectrofocusing della transferrina, che risulta spesso normale o si normalizza con l'età in questi pazienti.

La scoperta che la sintesi dei gangliosidi è gravemente compromessa ha implicazioni neurologiche rilevanti. I gangliosidi sono altamente concentrati nel cervello, dove regolano la trasmissione sinaptica, la sopravvivenza neuronale, la formazione della mielina e la stabilità assonale. La loro carenza è in linea con l'ipomielinizzazione e le anomalie oligodendrogliali osservate nella MOGHE — una malformazione corticale associata a varianti somatiche di SLC35A2. Gli autori propongono che, oltre alla supplementazione di galattosio, la supplementazione diretta di gangliosidi potrebbe rappresentare una nuova strategia terapeutica per questa malattia.