Gli esperti dell’Università di Tokyo hanno identificato una nuova proteina nel percorso che porta alla malattia di Alzheimer. I ricercatori hanno usato le “forbici molecolari” CRISPR / Cas9 per cercare nuovi geni correlati a questa malattia neurodegenerativa.
Le cause esatte della malattia di Alzheimer rimangono sconosciute, ma una delle teorie più supportate si concentra su una proteina chiamata beta amiloide. L’aggregazione, o raggruppamento e il deposito di due proteine, beta-amiloide e tau, nel cervello di un paziente sono una firma della malattia di Alzheimer.
CRISPR / Cas9 consente agli scienziati di apportare modifiche specifiche al DNA all’interno delle cellule. I ricercatori hanno utilizzato il sistema CRISPR / Cas9 per eliminare i singoli geni nelle cellule di topo che sono cresciuti in una Piastra di Petri e quindi hanno misurato la quantità di beta amiloide prodotta dalle cellule.
“Riteniamo che questa sia la prima volta che qualcuno utilizza questa tecnica di screening genetico CRISPR / Cas9 per cercare cambiamenti nella produzione delle beta amiloide”, dice Yukiko Hori, co-primo autore del documento di ricerca pubblicato sul FASEB Journal e docente all’Università di Tokyo.
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I ricercatori hanno testato un totale di 19.150 singoli geni per il loro effetto sui livelli di beta amiloide e hanno escluso tutti tranne uno: il calcio e la proteina 1 che lega integrina (CIB1).
Le cellule senza geni CIB1 funzionali hanno prodotto livelli anormalmente elevati di proteina beta amiloide. “Nessuno sa perché si verifichi la deposizione di beta amiloide nel cervello dei pazienti con malattia di Alzheimer, ma riteniamo che un punto di partenza del processo potrebbe essere CIB1“, ha affermato il Professor Taisuke Tomita, esperto di biochimica patologica all’Università di Tokyo e leader del laboratorio di ricerca che ha eseguito lo studio.
Nelle cellule sane, CIB1 non è direttamente coinvolta nell’elaborazione della beta amiloide, ma rimane attaccata a una proteina chiamata gamma secretasi sia all’interno delle cellule che sulla membrana cellulare. Nelle cellule senza CIB1, la gamma secretasi trascorre più tempo all’interno della cellula e non si sposta sulla membrana.
La proteina beta amiloide passa attraverso un processo a più fasi di rifilatura prima di raggiungere la sua forma finale. In condizioni sane, la gamma secretasi elabora i precursori beta dell’amiloide per produrre la proteina beta amiloide finale. Tale attività di elaborazione avviene in un compartimento all’interno della cellula, quindi la gamma secretasi si sposta sulla membrana superficiale della cellula.
Ulteriori esperimenti sulle cellule di topo hanno permesso ai ricercatori di tracciare come CIB1 regola la gamma secretasi. Nelle cellule sane, CIB1 non è direttamente coinvolta nell’attività della gamma secretasi per elaborare la beta amiloide, ma è attaccata alla gamma secretasi sia nel compartimento interno che sulla membrana della superficie cellulare. Nelle cellule senza CIB1, la gamma secretasi rimane nel compartimento all’interno della cellula e non si sposta sulla membrana superficiale. Più tempo in quel compartimento interno consente alla gamma secretasi di produrre più proteine beta amiloidi.
“I nostri risultati mostrano che la regolazione della posizione di CIB1 e gamma secretasi potrebbe essere un nuovo obiettivo per la terapia della malattia di Alzhemier”, ha affermato Hori. Il team di ricerca di Tomita ha deciso quindi di cercare direttamente i cambiamenti nella quantità di CIB1 nel cervello dei pazienti con malattia di Alzheimer. I dati dei pazienti che hanno esaminato, provengono da un progetto a lungo termine negli Stati Uniti, lo studio degli ordini religiosi e il progetto di memoria e invecchiamento (ROSMAP). Il progetto traccia la salute dei volontari che sono tutti leader religiosi professionisti (suore, sacerdoti, fratelli) e accettano di donare i loro organi per la ricerca dopo la loro morte.
Le persone con diagnosi di Alzheimer in stadio iniziale avevano livelli più bassi di CIB1 nel cervello rispetto alle persone sane. Paradossalmente, le persone a cui è stata diagnosticata la malattia di Alzheimer in fase avanzata presentavano livelli di CIB1 più che sani.
“Non possiamo dire con certezza perché CIB1 sia aumentata nella fase avanzata della malattia di Alzheimer. L’importante è che sia nella fase iniziale che in quella avanzata della malattia di Alzheimer, qualcosa di anormale è nella regolazione CIB1“, ha detto Tomita.
I futuri progetti di ricerca sveleranno maggiori dettagli sul ruolo di CIB1 nei processi cellulari che portano a livelli malsani di beta amiloide e malattia di Alzheimer. I ricercatori hanno anche in programma di utilizzare la loro tecnica di screening CRISPR / Cas9 per cercare nuovi geni che influenzano l’altra importante proteina della malattia di Alzheimer, la tau.
Fonte: FASEB Journal
