Immagine: in un contesto di vermi nematodi, questo grafico mostra lo stress nei mitocondri (in basso a destra, blu e rosso) porta ad gocce accumulo di lipidi (palline rosse) all’interno o nel citoplasma della cellula. La struttura molecolare dei due componenti lipidici chiave della via di segnalazione di recente scoperta sono ceramide (a destra) e cardiolipina (in alto a sinistra). L’immagine di sfondo mostra un quadro del nematode C. elegans con ciuffi di aggregati della malatia di Huntington (verde brillante perché sono contrassegnati con proteina fluorescente verde) nelle cellule muscolari. (Hyun-EUI Kim e Sarah Uhlein Trønnes immagine)
Un risultato interessante, ottenuto da una ricerca condotta sui vermi nematodi, suggerisce che avere un po’ di grasso in più può aiutare a ridurre il rischio di sviluppare alcune malattie neurodegenerative, come la malattia di Huntington, il morbo di Parkinson e il morbo di Alzheimer.
Ciò che queste malattie hanno in comune è che sono causate da proteine anomale che si accumulano nel cervello per formare placche che producono danni che causano il declino mentale.
La malattia di Huntington, per esempio, è causata da proteine che si aggregano nel cervello intorno agli assoni e ai dendriti e alla fine portano alla disfunzione motoria, cambiamenti di personalità, depressione e la demenza. La malattia di solito progredisce rapidamente dopo l’esordio nel 40% dei pazienti.
Questi aggregati proteici – chiamati aggregati di Huntington – sono stati collegati a problemi con il sistema di riparazione che le cellule nervose utilizzano per correggere le proteine che si ripiegano in modo errato: la cosiddetta risposta della cellula al ripiegamento delle proteine. Proteine mal ripiegate possono produrre altre proteine che si ripiegano in modo non corretto, creando una reazione a catena di proteine mal ripiegate che formano grumi che la cellula non può controllare.
( Vedi anche:Scoperto un farmaco che rallenta la progressione dell’alzheimer e altre malattie neurodegenerative).
Quando i ricercatori della University of California, Berkeley, hanno eliminato una parte della rete di ripiegamento delle proteine mitocondriali nel nematode che imita la malattia di Huntington, i vermi sono cresciuti più grassi dei vermi normali e hanno accumulato più grasso. Essi hanno fatto risalire questo effetto all’ aumento della produzione di un tipo specifico di lipidi che, sorprendentemente, ha impedito la formazione di proteine aggregate. Il grasso, hanno scoperto i ricercatori, è stato utilizzato per attivare i geni che proteggevano gli animali e le cellule dalla malattia di Huntington, rivelando un nuovo percorso che potrebbe essere sfruttato per curare la malattia.
La struttura molecolare dei due componenti lipidici chiave della via di segnalazione recentemente scoperta sono ceramide e cardiolipina.
Lo stesso effetto è stato dimostrato in linee cellulari umane coltivate in una piastra di Petri.
“Abbiamo scoperto che i vermi e le cellule umane sono state quasi completamente protetti da aggregati di Huntington quando abbiamo acceso questa risposta”, ha detto Andrew Dillin del Cell Research Department of Molecular della UC Berkeley che ha collaborato con ricercatori dell’ Howard Hughes Medical Institute.
Lo studio è stato pubblicato on-line l’ 8 settembre sulla rivista Cell.
Come la malattia di Huntington provoca sprechi
In un documento che accompagna l’articolo pubblicato in Cell, Dillin sottolinea che i neuroni nel cervello rilasciano un ormone, la serotonina, che invia messaggi di allerta in tutto il corpo indicando che le cellule del cervello sono sotto attacco e scatenando una risposta simile alla risposta allo stress nelle cellule lontano dal cervello. In malattie come la malattia di Huntington, il declino mentale e il declino muscolare sono associati anche a difetti metabolici periferici.
“Il rilascio della serotonina cambia radicalmente il metabolismo delle cellule periferiche e le fonti che esse usano come carburante, quindi pensiamo che con un ricablaggio metabolico che limita l’attività metabolica delle cellule periferiche potremo fare in modo che al cervello arrivino meno rifiuti dalle cellule periferiche “.
Dillin ha scoperto la capacità dei mitocondri di comunicare con le diverse cellule e tessuti già diversi anni fa, ora il nuovo studio individua la serotonina come un driver principale di questa risposta metabolica.
Dillin ha osservato che i farmaci che agiscono sui livelli di serotonina sono stati a lungo utilizzati per il trattamento della depressione e di altre manifestazioni psichiatriche e di malattie neurodegenerative, ma i nuovi risultati suggeriscono che questi farmaci possono avere un uso più diffuso nelle malattie correlate all’età di quanto si pensasse. Questi risultati hanno ampie implicazioni non solo sul potenziale trattamento delle malattie neurodegenerative, ma aiutano anche a comprendere ulteriormente l’impatto della malattia neurologica sul metabolismo e la risposta allo stress in tutto il corpo.
I mitocondri chiave della degenerazione cerebrale
Entrambe le scoperte provenienti da studi sui mitocondri, hanno dimostrato che queste centrali elettriche della cellula che bruciano sostanze nutritive per produrre energia, svolgono un ruolo chiave nella segnalazione, morte cellulare e crescita. Nel corso degli ultimi anni, una crescente evidenza ha associato le disfunzioni mitocondriali all’ invecchiamento, proteine misfolding, insorgenza di malattie correlate all’età come Alzheimer, Parkinson e la malattia di Huntington.
Fonte: News Barkeley
