Immagine, un singolo monomero tau codifica diverse conformazioni di assemblaggio che portano ciascuna a modelli distinti di patologia. Credito, UT Southwestern.
Gli scienziati che recentemente hanno identificato l’inizio molecolare dello sviluppo del morbo di Alzheimer, hanno usato questa scoperta per prevedere quale tipo di demenza si svilupperà nel tempo – una forma di medicina personalizzata per le malattie neurodegenerative.
Un nuovo studio dell’UT Southwestern mostra che singole proteine tau tossiche che si uniscono e diffondono la degenerazione attraverso il cervello dei pazienti con demenza, hanno forme diverse. Le pieghe di queste molecole contengono informazioni che potrebbero aiutare a diagnosticare – e forse un giorno trattare – la neurodegenerazione nelle sue prime fasi.
La scoperta arriva da un team di scienziati inseriti questo mese in una nuova rete di collaboratori internazionali incentrata sul miglioramento del trattamento dei disturbi neurodegenerativi. Finanziato dalla Chan Zuckerberg Initiative, il gruppo UT Southwestern ha il compito di utilizzare le sue recenti scoperte sulla proteina tau per sviluppare strumenti diagnostici clinici.
“La nostra comprensione estesa della struttura delle proteine tau cambia il modo in cui pensiamo di rilevare e curare la malattia di Alzheimer e le relative demenze“, ha detto il Dott. Marc Diamond, Direttore del centro per l’Alzheimer e le malattie neurodegenerative dell’UT Southwestern. “Il passo successivo è tradurre queste conoscenze in semplici test clinici che i medici utilizzeranno per diagnosticare e infine interrompere il processo di neurodegenerazione nelle sue prime fasi”.
Il nuovo studio del Dr. Diamond espande la ricerca pubblicata a luglio dal suo laboratorio che ha documentato la “genesi” strutturale del morbo di Alzheimer – la base di come una proteina tau sana cambia forma ed è quindi in grado di assemblare con altre molecole tau per uccidere le cellule cerebrali.
L’ultimo studio pubblicato su eLife mostra che le singole molecole tau nocive assumono forme diverse, ciascuna correlata a un tipo distinto di assemblaggio più ampio che si formerà e si auto-replicherà attraverso il cervello. Il laboratorio del Dr. Diamond ha già stabilito in uno studio del 2016 che la struttura di più grandi gruppi di tau determina quale tipo di demenza si verificherà – quali regioni del cervello saranno interessate e con quale rapidità si diffonderà la malattia.
Ma non era noto cosa specificasse queste strutture più grandi.
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La nuova ricerca rivela come una singola molecola tau che cambia forma all’inizio del processo patologico contiene le informazioni che determinano la configurazione dei più grandi e tossici assemblaggi. Questa scoperta suggerisce che la caratterizzazione della conformazione delle singole molecole tau potrebbe predire quale malattia incipiente si sta verificando – Alzheimer o altri tipi di demenza.
Gli scienziati hanno fatto queste scoperte estraendo la proteina tau dalle cellule in coltura e dal cervello umano, isolandole come singole molecole e determinando quali tipi di assemblee patologiche avrebbero poi prodotto nelle cellule e topi. Hanno determinato che, contrariamente alle idee precedenti, una singola molecola tau, anziché essere senza una struttura definibile, ha infatti strutture multiple e stabili che determinano ciascuna quale tipo di successivo assemblaggio patologico si formerà.
Il team del Dr. Diamond sta cercando di tradurre questi risultati in test clinici che esaminano il sangue o il fluido spinale di un paziente per rilevare i primi segni biologici della tau anormale, prima che i sintomi della perdita di memoria e del declino cognitivo diventino evidenti. Il suo laboratorio sta anche lavorando per sviluppare trattamenti per stabilizzare le molecole di tau in grado di cambiare la forma, prevenirle nell’ assemblarsi o promuovere la loro eliminazione dal cervello.
Un test diagnostico sarà particolarmente importante una volta stabiliti trattamenti efficaci per trattare varie forme di demenza.
“Probabilmente è troppo tardi una volta che gli effetti della neurodegenerazione si manifestano”, ha detto il Dottor Diamond, uno dei principali esperti in demenza che ha determinato che tau si comporta come un prione – una proteina infettiva che può auto-replicarsi. “Dobbiamo essere in grado di diagnosticare il processo in anticipo e conoscere il tipo specifico di neurodegenerazione che si sta verificando, perché questa è la migliore possibilità per intervenire con un trattamento personalizzato. Questo è molto analogo a come attualmente utilizziamo la genotipizzazione del tumore al meglio per diagnosticare e curare il cancro. ”
Il Dr. Diamond guida un team di tre persone presso l’UT Southwestern selezionato dall’iniziativa Chan Zuckerberg per unirsi alla sua nuova rete di sfida neurodegenerativa, che riunisce scienziati provenienti da diversi campi di ricerca per comprendere le cause alla base dei disturbi neurodegenerativi. Il gruppo UT Southwestern è tra le nove squadre in tutto il paese che ricevono più di $ 1 milione ciascuna per promuovere la propria ricerca.
Fonte, eLIFE
