SLA: rivelata l’origine della morte del motoneurone

Immagine: individuata la struttura dei ” trimeri sfuggenti” che gli scienziati non erano stati in  grado di identificare prima a causa della loro natura instabile. (Foto: Twitter / facebookguide2)

SLA: un nuovo studio ha per la prima volta identificato la struttura dei “trimeri”, grumi di proteine instabili collegati alla morte dei neuroni motori. Lo studio apre la strada alla ricerca di nuovi farmaci per trattare la condizione.

Per creare trattamenti per una malattia, gli scienziati hanno bisogno di studiare e comprendere le forze trainanti alla base della biologia difettosa. Oggi, i ricercatori della University of North Carolina School of Medicine, hanno annunciato la prima volta, la descrizione basata sull’evidenza, dei grumi di proteine ​​neuronali responsabili della Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA), conosciuta anche come morbo di Lou Gehrig, una condizione neurodegenerativa fatale.

Lo studio, pubblicato online oggi in Atti della National Academy of Sciences, fornisce la prima prova definitiva che questi grumi di proteine ​​sono infatti tossiche per il tipo di neuroni che muoiono nei pazienti affetti da SLA.

Questo ricerca rappresenta un passo cruciale verso lo sviluppo di farmaci per fermare la formazione dei grumi e quindi, la progressione della malattia.

“Uno dei più grandi enigmi della scienza è come affrontare le malattie neurodegenerative, a differenza di molti tipi di cancro e di altre condizioni”, ha detto l’autore senior dello studio Nikolay Dokholyan, PhD, Distinguished Professor Michael Hooker di Biochimica e Biofisica presso la UNC. “Questo studio è un grande passo avanti, perché mette in luce l’origine della morte del motoneurone e potrebbe essere molto importante per la scoperta di nuovi farmaci”.

I pazienti con SLA soffrono di paralisi progressiva e morte prematura a causa della perdita dei motoneuroni, che sono cruciali per muoversi, parlare, deglutire e respirare.

Lo studio si concentra su un sottoinsieme di casi di SLA – circa l’1/ 2 per cento – che sono associati con variazioni in una proteina nota come SOD1. Tuttavia, anche in pazienti senza mutazioni nel gene SOD1, questa proteina ha mostrato di formare grumi potenzialmente tossici. I ricercatori hanno scoperto che la proteina forma ciuffi temporanei noti come “trimeri” e che questi grumi sono in grado di uccidere le cellule simili ai neuroni motori, coltivate in laboratorio.

“Questo è un passo importante perché nessuno ad oggi, conosceva esattamente le interazioni tossiche che sono dietro la morte dei motoneuroni nei pazienti affetti da SLA”, ha detto Elizabeth Proctor, PhD, uno studente laureato del laboratorio di Dokholyan e primo autore dell’articolo. ” Grazie alla conoscenza di questi trimeri, possiamo provare a progettare farmaci che bloccano o impediscono la loro formazione prima che possano causare danni. Siamo molto entusiasti delle possibilità che la nostra ricerca ci offre”.

I ricercatori si sono concentrati su SOD1 dopo che le mutazioni genetiche che colpiscono la proteina sono state collegate con la SLA nei primi anni 1990. Ma la forma esatta di proteine ​​aggregate che sono responsabili della morte dei neuroni è stata difficile da identificare e molti dei grumi che si pensa siano tossici, si disintegrano non appena si formano e questo ha reso estremamente difficile lo studio e la  comprensione del loro ruolo nella condizione.

“Si pensa che parte di ciò che rende così tossiche queste proteine, è la loro instabilità”, ha detto Proctor, che ora è un ricercatore post-dottorato al MIT. “La loro natura instabile le rende più reattive con parti della cellula con cui non dovrebbero interagire”.

Fino ad oggi, i ricercatori non avevano ancora identificato la struttura di questi grumi fugaci chiamati trimeri, nè sapevano come essi potevano influenzare le cellule.

Per rompere il mistero, il team di ricerca ha utilizzato una combinazione di modelli computazionali e di esperimenti in cellule vive. Proctor ha trascorso due anni allo sviluppo di un algoritmo personalizzato per determinare la struttura dei trimeri ‘, un aspetto dello studio che Dokholyan ha descritto come “uno straordinario tour de force” simile alla mappatura della struttura di un gomitolo di lana dopo l’assunzione di frammenti del solo suo strato più esterno per poi capire come si incastrano”.

Una volta che la struttura dei trimeri è stata istituita, il team ha impiegato molti anni per sviluppare dei metodi per testare gli  effetti dei ‘trimeri’ sulle cellule simili ai neuroni motori, coltivate in laboratorio.

I risultati sono stati chiari: le proteine ​​SOD1 che sono risultate strettamente legati in trimeri erano letali per le cellule simili ai neuroni motori, mentre le proteine ​​SOD1 non ragruppate, non lo erano.

Il team prevede di approfondire la ricerca sulla “colla” che tiene i trimeri insieme al fine di trovare farmaci che potrebbero rompere le loro parti o impedire la loro formazione.

Inoltre, questi risultati potrebbero aiutare a far luce su altre malattie neurodegenerative, come il morbo di Alzheimer e il Parkinson.

“Ci sono molte somiglianze tra le malattie neurodegenerative”, ha detto Dokholyan. ” I nostri risultati sembrano confermare ciò che è già noto circa il morbo di Alzheimer e potrebbero potenzialmente portare alla comprensione delle radici di altre malattie neurodegenerative”.

Fonte: http://www.sciencenewsline.com/news/2015122820570025.html