Immagine: neurone positivo alla tirosina idrossilasi colorato con un marcatore sinaptico. Credito: Janin Lautenschläger.
I ricercatori hanno scoperto che livelli eccessivi di calcio nelle cellule cerebrali possono portare alla formazione di cluster tossici che sono il segno distintivo del morbo di Parkinson.
Un team internazionale di ricercatori, guidato dall’Università di Cambridge, ha scoperto che il calcio può mediare l’interazione tra piccole strutture membranose all’interno delle terminazioni nervose che sono importanti per la segnalazione neuronale nel cervello e l’alfa-sinucleina, la proteina associata al morbo di Parkinson. Livelli eccessivi di calcio o alfa-sinucleina possono essere l’inizio della reazione a catena che porta alla morte delle cellule cerebrali.
I risultati, riportati sulla rivista Nature Communications, rappresentano un altro passo verso la comprensione di come e perché si sviluppa il Parkinson. Secondo il Charity Parkinson’s UK, uno su 350 adulti nel Regno Unito – circa 145.000 complessivamente – è affetto dalla condizione che al momento rimane incurabile.
( Vedi anche:Scoperto il meccanismo alla base della comune mutazione del Parkinson).
La malattia di Parkinson è una delle numerose malattie neurodegenerative causate da proteine presenti in natura che si ripiegano nella forma sbagliata e aderiscono ad altre proteine, formando infine strutture sottili simili a filamenti chiamati fibrille amiloidi. Questi depositi amiloidi di alfa-sinucleina aggregata, noti anche come corpi di Lewy, sono il segno della malattia di Parkinson.
L’alfa-sinucleina nella cellula è implicata in vari processi, come regolare il flusso dei segnali chimici nel cervello e il movimento delle molecole dentro e fuori le terminazioni nervose, ma esattamente come si comporta non è chiaro.
“L’alfa-sinucleina è una proteina molto piccola con pochissima struttura e ha bisogno di interagire con altre proteine o strutture per diventare funzionale, il che ha reso difficile lo studio”, ha detto l’autore senior Dr. Gabriele Kaminski Schierle del Dipartimento di Cambridge di Ingegneria chimica e biotecnologie.
Grazie alle tecniche di microscopia a super risoluzione, è ora possibile osservare l’interno delle cellule per vedere il comportamento dell’alfa-sinucleina. Per fare ciò, Kaminski Schierle ed i suoi colleghi hanno isolato vescicole sinaptiche, parte delle cellule nervose che immagazzinano i neurotrasmettitori che inviano segnali da una cellula nervosa all’altra.
Nei neuroni, il calcio svolge un ruolo nel rilascio di neurotrasmettitori. I ricercatori hanno osservato che quando i livelli di calcio nella cellula nervosa aumentano, come ad esempio in seguito alla segnalazione neuronale, l’alfa-sinucleina si lega alle vescicole sinaptiche in più punti causando la convergenza delle vescicole. Ciò potrebbe indicare che il normale ruolo dell’alfa-sinucleina è quello di aiutare la trasmissione chimica delle informazioni attraverso le cellule nervose.
“Questa è la prima volta che vediamo che il calcio influenza il modo in cui l’alfa-sinucleina interagisce con le vescicole sinaptiche “, ha detto il Dr. Janin Lautenschl Ger, il primo autore dell’articolo. “Pensiamo che l’alfa-sinucleina sia quasi come un sensore del calcio : in presenza di calcio, cambia la sua struttura e il modo in cui interagisce con il suo ambiente che è probabilmente molto importante per la sua normale funzione”.
“C’è un sottile equilibrio tra calcio e alfa-sinucleina nella cellula e quando c’è troppo dell’uno o dell’altra, l’equilibrio è capovolto e inizia l’aggregazione che porta al morbo di Parkinson”, ha detto la co-autrice Dott. Amberley Stephens.
Lo squilibrio può essere causato da un raddoppiamento genetico della quantità di alfa-sinucleina (duplicazione genetica), da un rallentamento correlato all’età della rottura dell’eccesso di proteine, da un aumento del livello di calcio nei neuroni che sono sensibili al Parkinson.
Comprendere il ruolo dell’alfa-sinucleina nei processi fisiologici o patologici può aiutare nello sviluppo di nuovi trattamenti per la malattia di Parkinson. Una possibilità è che i farmaci sviluppati per bloccare il calcio, per esempio nelle malattie cardiache, potrebbero avere anche un potenziale contro la malattia di Parkinson.
Fonte: Nature Communications
