Immagine: Public Domain.
Un composto sintetico di nuova concezione potrebbe fungere da prototipo per una nuova classe di farmaci per il trattamento dei danni neurologici.
I ricercatori del Centro tedesco per le malattie neurodegenerative (DZNE), Regno Unito e Giappone hanno sviluppato una proteina ad azione neurologica e l’hanno testata in studi di laboratorio.
Nei topi, il composto sperimentale ha migliorato i sintomi di alcune lesioni e malattie neurologiche, mentre a livello microscopico è stato in grado di stabilire e riparare le connessioni tra i neuroni. Questo studio di prova di principio suggerisce che i farmaci che agiscono sulla connettività neuronale, potrebbero essere di uso clinico a lungo termine.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Science.
La rete neuronale del cervello umano subisce cambiamenti per tutta la vita per poter assimilare le informazioni e memorizzarle in modo appropriato. Ciò vale in particolare per la generazione e il richiamo di ricordi. Le cosiddette sinapsi svolgono un ruolo centrale nella capacità di adattamento del cervello. Sono giunzioni attraverso le quali i segnali nervosi vengono trasmessi da una cellula all’altra. Un certo numero di molecole specifiche, note come “proteine di organizzazione sinaptica”, assicurano la formazione e la riconfigurazione delle sinapsi ogni volta che è necessario.
Una proteina artificiale
Un team internazionale di ricercatori ha ora combinato vari elementi strutturali di tali molecole presenti in natura in una proteina artificiale chiamata CPTX e ne ha testato l’effetto in diversi modelli di malattia. A tal fine, il composto è stato somministrato a topi con deficit neurologici che si verificano in modo simile negli esseri umani. In particolare, i test si sono concentrati sulla malattia di Alzheimer, sulle lesioni del midollo spinale e sull’atassia cerebellare, una malattia caratterizzata principalmente da un fallimento della coordinazione muscolare. Tutte queste condizioni sono associate a danni alle sinapsi o alla loro perdita.
Lo studio è stato uno sforzo collaborativo di esperti di diversi istituti di ricerca, tra cui il sito di Magdeburgo del DZNE, il laboratorio MRC di biologia molecolare nel Regno Unito, la Keio University School of Medicine di Tokyo e anche in Giappone, l’Università di medicina di Aichi.
Alleviare i sintomi della malattia
“Nel nostro laboratorio abbiamo studiato l’effetto del CPTX sui topi che mostravano alcuni sintomi della malattia di Alzheimer”, ha detto il Prof. Alexander Dityatev, ricercatore senior del DZNE, che studia le proteine sinaptiche da molti anni. “Abbiamo scoperto che l’applicazione di CPTX ha migliorato le prestazioni di memoria dei topi”. I ricercatori hanno anche osservato la normalizzazione di diversi parametri neuronali importanti che sono compromessi nella malattia di Alzheimer, così come nel modello animale studiato. Vale a dire, CPTX ha aumentato la capacità delle sinapsi di cambiare, che è considerato un processo cellulare associato alla formazione della memoria. Inoltre, CPTX ha dimostrato di elevare quella che viene chiamata “trasmissione eccitatoria”. Questo per dire che la proteina ha agito specificamente sulle sinapsi che promuovevano l’attività della cellula contattata. E infine, CPTX ha aumentato la densità delle cosiddette spine dendritiche. Si tratta di minuscoli rigonfiamenti nella membrana cellulare che sono essenziali per stabilire connessioni sinaptiche eccitatorie.
Immagine: CPTX (arancione) combina i domini funzionali presenti nelle proteine organizzative sinaptiche naturali in un modo unico. Il composto è stato progettato per fungere da costruttore di ponti universale per le connessioni eccitatorie tra le cellule nervose. L’immagine è accreditata a DZNE / Alexander Dityatev.Un connettore molecolare
CPTX combina i domini funzionali presenti nelle proteine naturali di organizzazione sinaptica in un modo unico. Il composto è stato progettato per fungere da costruttore universale di ponti per le connessioni eccitatorie tra le cellule nervose. Quando due neuroni si incontrano, in contatto adesivo o effettivamente in connessione sinaptica, CPTX si collega a molecole specifiche sulla superficie di entrambe le cellule coinvolte, e quindi innesca la formazione di nuove sinapsi o rafforza quelle già esistenti.
“Al momento, questo farmaco è sperimentale e la sua sintesi, il merito va ai nostri partner britannici, è piuttosto impegnativa. Siamo lontani dall’applicazione negli esseri umani ”, ha sottolineato Dityatev, che oltre alla sua ricerca al DZNE è anche membro della Facoltà di Medicina dell’Università di Magdeburgo. “Tuttavia, il nostro studio suggerisce che CPTX può anche fare meglio di alcuni dei suoi analoghi naturali nella costruzione e nel rafforzamento delle connessioni nervose. Pertanto, CPTX potrebbe essere il prototipo di una nuova classe di farmaci con potenziale clinico “.
La proteina sintetica potrà essere utilizzata nei disturbi associati a una connettività neuronale compromessa.
“Gran parte dell’attuale sforzo terapeutico contro la neurodegenerazione si concentra sull’arresto della progressione della malattia e offre poche prospettive di ripristinare le capacità cognitive perse. Il nostro approccio potrebbe aiutare a cambiare questa situazione e possibilmente portare a trattamenti che rigenerano effettivamente le funzioni neurologiche. Sulla base dei principi che abbiamo utilizzato nella progettazione di CPTX, intendiamo quindi sviluppare ulteriori composti. In studi futuri, vogliamo affinare le loro proprietà ed esplorare possibili applicazioni terapeutiche “, afferma Dityatev.
Finanziamento: un supporto iniziale fondamentale per questo studio è stato fornito dal “Human Frontier Science Program”.
Fonte: Neurosciencenews
