Malattie del cervello-L’immagine in alto, di scansione su scala nanometrica, mostra l’interazione del condensato proteico. Credito: Università di Sydney-
I ricercatori hanno utilizzato tecniche ottiche avanzate per studiare la formazione di aggregati proteici associati a malattie neurodegenerative.
Analizzando una proteina correlata alla SLA, hanno ottenuto informazioni senza precedenti sulla transizione proteica da liquido a solido, facendo luce su condizioni come l’Alzheimer e la SLA.
L’osservazione delle proteine su scala nanometrica offre spunti per il trattamento delle malattie neurodegenerative
Molte malattie che colpiscono il cervello e il sistema nervoso sono legate alla formazione di aggregati proteici o condensati solidi, nelle cellule dal loro condensato in forma liquida, tuttavia si sa poco su questo processo.
Questa transizione da liquido a solido può innescare la formazione di quelle che vengono chiamate fibrille amiloidi. Questi possono ulteriormente formare placche nei neuroni che causano malattie neurodegenerative come l’Alzheimer.
Gli ingegneri biomedici dell’Università di Sydney, in collaborazione con scienziati dell’Università di Cambridge e dell’Università di Harvard, hanno ora sviluppato sofisticate tecniche ottiche per monitorare a distanza ravvicinata il processo mediante il quale si formano questi aggregati proteici.
“Questo è un enorme passo avanti verso la comprensione di come si sviluppano le malattie neurogenerative da una prospettiva fondamentale”, ha affermato il Dottor Yi Shen, autore principale della ricerca pubblicata negli Atti della National Academy of Sciences (PNAS) negli Stati Uniti.
“Ora possiamo osservare direttamente la transizione di queste proteine critiche nel passaggio dallo stato liquido al solido su scala nanometrica – un milionesimo di metro”, ha affermato il Dottor Daniele Vigolo, Docente senior presso la Scuola di Ingegneria Biomedica e membro dell’Università del Nano Institute di Sydney.
Le proteine formano regolarmente condensati durante la separazione della fase liquido-liquido in un’ampia gamma di funzioni biologiche critiche e salutari, come la formazione di embrioni umani. Questo processo favorisce le reazioni biochimiche in cui le concentrazioni proteiche sono critiche e promuove anche sane interazioni proteina-proteina.
“Questo è un enorme passo avanti verso la comprensione di come si sviluppano le malattie neurogenerative da una prospettiva fondamentale”, ha affermato il dottor Yi Shen, autore principale della ricerca pubblicata negli Atti della National Academy of Sciences (PNAS) negli Stati Uniti.
“Ora possiamo osservare direttamente la transizione di queste proteine critiche dal liquido al solido su scala nanometrica – un milionesimo di metro”, ha affermato il Dottor Daniele Vigolo, docente senior presso la Scuola di Ingegneria Biomedica e membro dell’Università. del Nano Institute di Sydney.
“Tuttavia, questo processo aumenta anche il rischio di aggregazione disfunzionale, in cui si formano aggregati malsani di proteine solide nelle cellule umane“, ha affermato il Dottor Shen, membro dell’ARC DECRA presso la School of Chemical and Biomolecular Engineering e anche membro del Sydney Nano.
“Ciò può portare a strutture aberranti associate a malattie neurodegenerative perché le proteine non mostrano più una rapida reversibilità alla forma liquida. È quindi fondamentale monitorare le dinamiche dei condensati, poiché influenzano direttamente gli stati patologici”, ha affermato.
La prima osservazione ottica su scala nanometrica di questo processo ha permesso al team di determinare che la transizione dalla proteina liquida a quella solida inizia nell’interfaccia dei condensati proteici. Questa finestra sulla transizione di fase ha anche rivelato che le strutture interne di questi agglomerati proteici sono eterogenee, mentre in precedenza si pensava fossero omogenee.
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Il Dottor Vigolo ha dichiarato: “I nostri risultati promettono di migliorare notevolmente la nostra comprensione delle malattie neurogenerative da una prospettiva fondamentale.
“Ciò rappresenta una nuova e promettente area di ricerca per comprendere meglio come il morbo di Alzheimer e la SLA si sviluppano nel cervello, colpendo milioni di persone in tutto il mondo”.
Fonte: PNAS