(SLA-Immagine Public Domain).
Riepilogo:Le analisi a infrarossi delle proteine neuronali forniscono informazioni sui cambiamenti molecolari nei pazienti con SLA. Questo aiuta a verificare la loro diagnosi.
Un team di ricerca del Center for Protein Diagnostics (Prodi) presso la Ruhr University Bochum (RUB), in collaborazione con scienziati dell’Università tecnica di Dresda, Essen University Hospital e University Hospital Göttingen, ha sviluppato uno strumento diagnostico per la rara malattia neurologica sclerosi laterale amiotrofica (SLA).
Lo studio ha utilizzato il sensore brevettato immuno-infrarosso per analizzare i cambiamenti di piegatura delle proteine nel liquido cerebrospinale (CSF) dei pazienti con SLA dopo un legame specifico. Questo nuovo metodo è stato il primo a rilevare cambiamenti conformazionali nella proteina TDP-43 nel liquido cerebrospinale dei pazienti. Il team del progetto guidato dal Prof. Klaus Gerwert e dal Prof. Lars Tönges ha pubblicato i risultati della ricerca sulla rivista internazionale “Annals of Clinical and Translational Neurology” del 3 dicembre 2020.
Strutture proteiche alterate nella SLA
La SLA è una malattia neurodegenerativa fatale che causa una rapida perdita della funzione motoria, che di solito si traduce in una condizione grave con morte precoce entro pochi anni. Finora, la diagnosi precoce e precisa della malattia è stata difficile. Stephen Hawking è stato uno dei pazienti più importanti. Nell’estate 2014, la malattia ha ottenuto l’attenzione dei media attraverso una campagna di raccolta fondi su larga scala, la cosiddetta Ice Bucket Challenge.
Ad oggi, una delle sfide più importanti nella diagnostica della SLA è escludere altre malattie che la imitano e verificare in modo affidabile una diagnosi esatta. Nella SLA, la proteina TDP-43 in particolare gioca un ruolo fondamentale. Forma piccole inclusioni nelle cellule nervose. Le inclusioni TDP-43 sembrano avere un significato patomeccanico cruciale e sono i marcatori neuropatologici in casi sporadici e in molti casi genetici di SLA. Sono stati rilevati in numerose autopsie cerebrali di pazienti affetti da SLA. In questo studio, i ricercatori di Bochum e i loro colleghi hanno dimostrato che forme patologicamente mal ripiegate della proteina si verificano anche in soluzione nel fluido nervoso e possono essere analizzate specificamente lì.
Il Dr. Rene Günther, uno degli autori principali dello studio e capo del gruppo di ricerca e dell’ambulatorio specialistico per le malattie dei motoneuroni presso il Dipartimento di Neurologia dell’Ospedale Universitario Carl Gustav Carus presso l’Università Tecnica di Dresda, spiega: “La ricerca di biomarker gioca un ruolo cruciale nel migliorare la diagnosi precoce e garantire la diagnosi di sclerosi laterale amiotrofica. Inoltre, i biomarcatori sono una base per il successo dei test e dello sviluppo della terapia in questa malattia con progressione drammatica e difficile da trattare. Finora sono disponibili solo biomarcatori non specifici per la malattia. Nel nostro studio pilota, abbiamo identificato con successo cambiamenti conformazionali delle proteine TDP-43 nel liquido cerebrospinale di pazienti con sclerosi laterale amiotrofica per la prima volta utilizzando questo metodo innovativo “.
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Lo studio pilota mostra il potenziale del nuovo biomarker
Il team guidato da Lars Tönges e Klaus Gerwert è riuscito a garantire una diagnosi della malattia basata sulla struttura alterata della proteina TDP-43. Nella sperimentazione, i ricercatori hanno dimostrato che le proteine si piegano da strutture prevalentemente disordinate ed elicoidali nei cosiddetti fogli ß. Queste forme favoriscono l’assemblaggio dei danni e i depositi della proteina nelle cellule nervose. Nell’analisi, 36 pazienti con SLA sono stati distinti da 30 pazienti con Parkinson per mezzo del segnale TDP-43 con una sensibilità dell’89% e una specificità del 77%. Inoltre, un gruppo di controllo con pazienti neurologicamente poco appariscenti è stato differenziato con una sensibilità dell’89% e una specificità dell’83%. Analizzando TDP-43, i ricercatori sono stati così in grado di escludere altre malattie che influenzano la funzione motoria, come il morbo di Parkinson.
Ottimizzazione del sensore per l’ Alzheimer
Il sensore immuno-infrarosso di Klaus Gerwert è già stato utilizzato in studi precedenti per rilevare proteine patologicamente alterate nel sangue di pazienti con malattia di Alzheimer prima che si manifestassero i sintomi. In questo caso, la tecnologia è stata ottimizzata e perfezionata per l’uso nel liquido cerebrospinale dei pazienti con SLA. Ciò dimostra che il potenziale del metodo per altre malattie neurologiche dovrebbe essere esplorato. In stretta collaborazione con il Professor Ralf Gold, Direttore del Dipartimento di Neurologia del St. Josef-Hospital Bochum e Responsabile della ricerca presso il Dipartimento di Medicina Sperimentale di Prodi, sono attualmente in corso ulteriori progetti per ottenere una migliore comprensione dei processi delle malattie neurologiche.
Léon Beyer, uno degli autori principali dello studio e dottorando presso il Dipartimento di Biospettroscopia Prodi, afferma: “Questo risultato può fornire nuove informazioni sui meccanismi della malattia. Rispetto ad altri metodi che riflettono le concentrazioni di determinate proteine, la nostra tecnologia dei sensori a infrarossi fornisce informazioni sugli eventi molecolari e potrebbe quindi diventare uno strumento cruciale in futuro per la diagnosi e lo sviluppo di terapie cliniche. Prima di tutto, tuttavia, contribuirà notevolmente a una comprensione più precisa delle malattie “.
Il futuro rivelerà valore per le applicazioni cliniche
In futuro, i risultati degli studi di convalida dovrebbero fornire informazioni sulla possibilità di utilizzare le proteine TDP-43 patologicamente modificate in applicazioni cliniche per facilitare diagnosi precoci e più precise e per acquisire nuove conoscenze molecolari.
Fonte:Neurology news
