La malattia di Alzheimer, la causa più comune di demenza negli anziani, è caratterizzata da placche e grovigli nel cervello e la maggior parte degli sforzi per trovare una cura, è focalizzata su queste strutture anormali.
Un team di ricerca dell’Università della California, Riverside, ha identificato una causa alternativa che potrebbe spiegare le varie patologie associate alla malattia.
Finora placche e grovigli sono stati al centro dell’attenzione dello studio di questa malattia progressiva che attualmente colpisce più di 5,5 milioni di persone negli Stati Uniti. Le placche, i depositi di un frammento proteico chiamato beta-amiloide, sembrano grumi negli spazi tra i neuroni. Grovigli, fibre intrecciate di tau, un’altra proteina, sembrano fasci di fibre che si accumulano all’interno delle cellule.
“La teoria dominante basata sull’accumulo di beta-amiloide esiste da decenni e sono state tentate dozzine di studi clinici basati su tale teoria, ma tutti hanno fallito”, ha affermato Ryan R. Julian, Professore di chimica che ha guidato il gruppo di ricerca . “Oltre alle placche, si osserva un accumulo lisosomiale nel cervello di persone che hanno il morbo di Alzheimer. I neuroni – cellule fragili che non subiscono la divisione cellulare – sono suscettibili a problemi lisosomiali, in particolare lo stoccaggio lisosomiale, che segnaliamo sia una probabile causa della malattia di Alzheimer “.
I risultati di questo studio compaiono su ACS Central Science, una rivista dell’American Chemical Society.
Il lisosoma funge da cestino della cellula. Vecchie proteine e lipidi vengono inviati al lisosoma per essere scomposti nei loro blocchi costitutivi, che vengono quindi rispediti nella cellula per essere integrati in nuove proteine e lipidi. Per mantenere la funzionalità, la sintesi delle proteine è bilanciata dalla degradazione delle proteine.
Il lisosoma, tuttavia, ha un punto debole: se ciò che entra non viene scomposto in piccoli pezzi, anche quei pezzi non possono lasciare il lisosoma. La cellula decide che il lisosoma non funziona e lo “immagazzina”, il che significa che la cellula spinge il lisosoma di lato e procede a crearne uno nuovo. Se anche il nuovo lisosoma fallisce, il processo viene ripetuto, con conseguente conservazione del lisosoma.
“Il cervello delle persone che hanno un disturbo da accumulo lisosomiale, un’altra malattia ben studiata e il cervello delle persone che hanno il morbo di Alzheimer, sono simili in termini di accumulo lisosomiale“, ha detto Julian. “Ma i sintomi del disturbo da accumulo lisosomiale si manifestano entro poche settimane dalla nascita e sono spesso fatali entro un paio d’anni. La malattia di Alzheimer si manifesta molto più tardi nella vita. I tempi sono, quindi, molto diversi”.
Il team collaborativo di ricercatori del Dipartimento di Chimica e della Divisione di Scienze Biomediche presso la UC Riverside sostiene che le proteine di lunga durata, tra cui beta-amiloide e tau, possono subire modifiche spontanee che possono renderle non digeribili dai lisosomi.
“Le proteine di lunga durata diventano più problematiche con l’avanzare dell’età e potrebbero spiegare la conservazione lisosomiale osservata nell’Alzheimer, una malattia legata all’età”, ha detto Julian. “Se avessimo ragione, si aprirebbero nuove strade per il trattamento e la prevenzione di questa malattia”.
Il ricercatore ha spiegato che i cambiamenti si verificano nella struttura fondamentale degli aminoacidi che compongono le proteine.
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“Gli enzimi che normalmente scindono la proteina non sono quindi in grado di farlo perché non sono in grado di aggrapparsi alla proteina”, ha aggiunto Julian. “È come cercare di indossare un guanto per mancini sulla mano destra. Mostriamo nel nostro documento che questa modifica strutturale può avvenire nelle beta-amiloide e tau, proteine rilevanti per il morbo di Alzheimer. Queste proteine subiscono questa chimica che è quasi invisibile, il che potrebbe spiegare perché i ricercatori non vi abbiano prestato attenzione “.
Julian ha spiegato che questi cambiamenti spontanei nella struttura delle proteine sono una funzione del tempo, che si verificano se la proteina ha una lunga durata.
“È noto da tempo che queste modifiche si verificano nelle proteine di lunga durata, ma nessuno ha mai verificato se queste modifiche potrebbero impedire ai lisosomi di essere in grado di scomporre le proteine”, ha detto. “Un modo per impedirlo sarebbe riciclare le proteine in modo che non restino abbastanza a lungo da attraversare queste modifiche chimiche. Attualmente non sono disponibili farmaci per stimolare questo riciclaggio – un processo chiamato autofagia – per il trattamento della malattia di Alzheimer “.
La ricerca è stata condotta in collaborazione con Byron D. Ford , Professore di scienze biomediche presso la School of Medicine. I risultati potrebbero avere implicazioni per altre malattie legate all’età come la degenerazione maculare e le malattie cardiache legate alla patologia lisosomiale.
“Questa collaborazione tra laboratori nei nostri distinti campi di ricerca ci offre un’opportunità unica per esplorare nuovi meccanismi e potenziali obiettivi terapeutici per la malattia di Alzheimer e altri disturbi neurodegenerativi”, ha detto Ford.
Julian e Ford si sono uniti alle ricerche di Tyler R. Lambeth (co-primo autore), Dylan L. Riggs (co-primo autore), Lance E. Talbert, Jin Tang, Emily Coburn, Amrik S. Kang, Jessica Noll e Catherine Augello.
Successivamente, il team esaminerà l’estensione delle modifiche proteiche nel cervello umano in funzione dell’età. I ricercatori studieranno il cervello delle persone con malattia di Alzheimer e delle persone che non ne sono affette.
Fonte, ACS Central Science
