Immagine: neurone umano. CREDIT: THOMAS DEERINCK, NCMIR, UC SAN DIEGO.
Gli endosomi disfunzionali sono un segno precoce di neurodegenerazione, secondo un nuovo studio.
I ricercatori della University of California, San Diego School of Medicine affermano che anomalie in una proteina che aiuta i materiali di trasporto e di ordinamento all’interno delle cellule sono collegate a disfunzione assonale e degenerazione dei neuroni nella malattia di Alzheimer e sindrome di Down.
La ricerca è stata pubblicata l’ 11 aprile 2016 dal Journal of Clinical Investigation
“Placche amiloidi e grovigli neurofibrillari nel cervello sono le caratteristiche distintive di pazienti affetti da Alzheimer e sindrome di Down. Queste manifestazioni sono rilevabili solo nelle ultime fasi della malattia”, ha detto Chengbiao Wu, PhD, Professore associato presso il Dipartimento di Neuroscienze della UC San Diego School of Medicine e Direttore presso la UC San Diego Down Syndrome Center for Research and Treatmenter.
“Trattamenti efficaci dovranno essere indirizzati alle modifiche che avvengono nelle cellule nervose e portare alla fine alla loro scomparsa. Il nostro studio mette in evidenza l’importanza delle proteine Rab5 anormalmente attive, come un fattore chiave per lo sviluppo precoce della malattia. Crediamo che questa ricerca aprirà nuove possibilità per la comprensione della neurodegenerazione e per lo sviluppo di nuove ed efficaci terapie”.
“L’endosoma è un corpo vescicolare, presente nella cellula, il cui compito è quello di partecipare all’ endocitosi, ovvero al meccanismo cellulare che permette il transito attraverso la membrana di macromolecole e corpuscoli, le cui dimensioni non consentono l’ingresso attraverso i meccanismi del trasporto di membrana. Il lisosoma invece, è una vescicola (organello) presente in numerose copie in cellule eucariotiche e rappresenta il sistema digerente della cellula in quanto è responsabile della degradazione e della digestione (distruzione) di molecole estranee e macromolecole ingerite dalla cellula via endocitosi così come di macromolecole endogene. I lisosomi si occupano del turnover degli altri organelli della cellula stessa.
La cellula rimuove componenti della membrana plasmatica mediante il processo di endocitosi e li trasferisce in compartimenti intracellulari chiamati endosomi, da dove possono essere riciclati e trasportati alla stessa regione della membrana plasmatica o a regioni differenti, oppure essere trasportati ai lisosomi per essere degradati”.
Una piccola molecola chiamata Rab5 gioca un ruolo chiave nella regolazione di questi processi vitali: percorso endosomi / lisosomi o endocitico .
Ma in AD e DS, il sistema endocitico non funziona correttamente, anche se l’esatta natura della disfunzione sottostante non è stata ancora compresa.
Nel nuovo studio gli scienziati hanno determinato che un maggiore accumulo della proteina precursore dell’amiloide (APP) e / o una piccola porzione di APP (β-carbossi frammento terminale) nei neuroni, stimola l’attivazione di Rab5, causando allargamento precoce degli endosomi e l’ interruzione del trasporto assonale retrogrado e della via di segnale del fattori di crescita NGF. Come risultato, i neuroni colpiti non funzionano normalmente.
” Ogni proteina destinata all’assone dev’essere sintetizzata a livello del corpo cellulare del neurone e poi veicolata verso di esso. Questo traffico – denominato trasporto assonale è fondamentale per rifornire il bottone sinaptico degli enzimi necessari per la sintesi dei neurotrasmettitori. Il trasporto lungo l’assone è bidirezionale: la maggior parte avviene in senso anterogrado, cioè dal corpo cellulare verso le terminazioni assoniche, mentre per le vecchie componenti di membrana del terminale sinaptico si verifica un trasporto retrogrado, finalizzato al riciclo delle stesse. L’NGF ha la proprietà di indurre l’allungamento delle fibre nervose e di orientarne la crescita verso gli organi bersaglio, sembra agire nel senso di indirizzo dello sviluppo e della rigenerazione degli assoni (neurotropismo).Quando la crescita della fibra è completata e si sono instaurate le connessioni sinaptiche con il bersaglio, quest’ultimo continua a produrre e a fornire NGF. Il fattore risale lungo l’assone (trasporto assonale retrogrado) fino al corpo cellulare, svolgendo una funzione trofica determinante per il mantenimento in vita del neurone.Nel caso dovesse intervenire una interruzione lungo la fibra (chirurgica o di altra natura), l’afflusso di NGF si bloccherebbe e si instaurerebbe la degenerazione della cellula nervosa“.
I risultati sono basati su test su cellule in coltura e modelli di roditori.
È interessante notare che, quando i ricercatori hanno introdotto un mutante Rab5 dominante negativo in un modello di mosca della frutta, il blocco assonale APP-indotto è stato ridotto.
La ricerca sottolinea l’importanza fondamentale della funzione degli endosomi nel regolare il traffico assonale e sottolinea inoltre, l’importanza di NGF in questo processo.
Saranno necessari ulteriori studi per determinare se la riduzione dell’ attivazione Rab5 impedisce o inverte la neurodegenerazione nella malattia di Alzheimer e sindrome di Down.
Fonte: Eurekalert
