Il fattore che ti fa passare dal rischio di una malattia allo sviluppo effettivo della malattia non è sempre chiaro. Ora, i ricercatori giapponesi segnalano un fattore che innesca il cattivo comportamento delle proteine problematiche. In uno studio pubblicato di recente su npj Biosensing, i ricercatori dell’Università di Osaka hanno rivelato che gli alti flussi di liquidi potrebbero causare l’aggregazione di proteine inclini all’aggregazione.
L’amiloidosi è alla base di diverse gravi malattie, come il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson. Questo processo comporta la formazione di fibrille amiloidi, raccolte cristalline di proteine mal ripiegate che si aggregano quando le proteine sono altamente concentrate (sovrasature) in liquidi come il sangue o il liquido cerebrospinale.
Le fibrille amiloidi, aggregati fibrillari cristallini di proteine denaturate, associati a una serie di amiloidosi tra cui il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson, si formano in concomitanza con la rottura della sovrasaturazione.
“L’amiloidosi è una seria preoccupazione nella nostra società che invecchia, poiché gli anziani hanno maggiori probabilità di sviluppare queste condizioni”, afferma l’autore principale dello studio Yuji Goto. “Sebbene gli studi abbiano dimostrato che la sovrasaturazione è una condizione necessaria per la formazione di fibrille amiloidi, i fattori che inducono effettivamente l’aggregazione proteica nei fluidi sovrasaturi rimangono poco chiari”.
Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno fatto passare una proteina modello che forma amiloide, il lisozima dell’albume d’uovo di gallina, attraverso una pompa peristaltica simile a quelle usate per la dialisi. Hanno poi utilizzato il rilevamento della fluorescenza per monitorare la formazione di amiloide del lisozima dell’albume d’uovo di gallina mentre veniva spinto attraverso il sistema di pompaggio.
“I risultati sono stati molto intriganti”, spiega Hirotsugu Ogi, autore senior. “Il flusso attraverso il sistema di pompa peristaltica ha innescato in modo efficace la formazione di amiloide da parte del lisozima dell’albume d’uovo di gallina”
Successivamente, i ricercatori hanno testato le proteine formanti amiloidi associate a malattie umane, tra cui α-sinucleina, amiloide β 1-40 e β2-microglobulina, e hanno scoperto che formavano amiloidi anche nel sistema di pompa peristaltica. I loro calcoli hanno mostrato che lo sforzo di taglio sul liquido causato dal movimento di pompaggio interrompeva meccanicamente la sovrasaturazione per indurre la formazione di amiloide.
“I nostri risultati suggeriscono che le forze di flusso di taglio in vari fluidi del nostro corpo, come il sangue e il liquido cerebrospinale, potrebbero innescare la formazione di amiloide“, afferma Goto.
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Spiegano gli autori:
“Le fibrille amiloidi, aggregati fibrillari cristallini di proteine denaturate, si formano come risultato della rottura della sovrasaturazione, causando una serie di amiloidosi tra cui l’Alzheimer e il Parkinson. Sebbene siano noti vari fattori in vitro, i fattori in vivo che interrompono la sovrasaturazione non sono chiari. Abbiamo scoperto che il flusso tramite una pompa peristaltica innesca efficacemente la formazione di amiloide del lisozima dell’albume d’uovo di gallina, una proteina amiloidogenica modello e, inoltre, proteine associate all’amiloidosi (vale a dire, α-sinucleina, amiloide β 1–40 e β2-microglobulina). La formazione di amiloide dipendente dalla pompa peristaltica è stata visualizzata da un microscopio a fluorescenza con sistema di flusso ad anello, rivelando movimenti dinamici sotto flusso. Tra queste, le fibrille amiloidi di amiloide β 1–40 erano più appiccicose delle altre, si autoassociavano, si adsorbivano alle superfici dell’ansa e aumentavano quando si muoveva l’ansa, il che implicava fasi iniziali di angiopatia amiloide cerebrale. D’altro canto, la β2-microglobulina a pH neutro mostrava una formazione amiloide unica in due fasi con un intermedio oligomerico intrappolato, che potrebbe imitare la formazione amiloide nei pazienti. Si riteneva che forti stress di taglio causati dalla peristalsi rompessero meccanicamente la sovrasaturazione. Gli stress di taglio si verificano in vivo a vari livelli, il che suggerisce che rompono la sovrasaturazione altrimenti persistente, innescando così la formazione di amiloide e portando infine all’amiloidosi”.
Dato che alcune procedure mediche come la dialisi utilizzano pompe peristaltiche, è possibile che questo possa essere un altro fattore scatenante dell’amiloidosi. Comprendere gli effetti delle forze di taglio sulla sovrasaturazione proteica potrebbe chiarire come gli aggregati amiloidi iniziano a formare la nucleazione e aiutare a sviluppare strategie di trattamento.
Fonte: npj Biosensing