Alzheimer: come crescono i grovigli di tau?
Nuova ricerca in Giornale di chimica biologica interrompe il processo attraverso il quale i grovigli di tau crescono finché lo fanno. I risultati potrebbero portare a nuove terapie che mirano alla formazione di aggregati tau nella malattia di Alzheimer.
Uno dei tratti distintivi della malattia di Alzheimer sono i cosiddetti grovigli tau. La tau è una proteina contenuta negli assoni delle cellule nervose.
Più specificamente, la tau aiuta a formare i microtubuli, strutture essenziali che trasportano i nutrienti all'interno delle cellule nervose.
In un cervello sano, la proteina tau aiuta questi microtubuli a rimanere dritti e forti. Ma nell'Alzheimer, la tau collassa in aggregati chiamati grovigli. Quando ciò accade, i microtubuli non possono più sostenere il trasporto di nutrienti e altre sostanze essenziali nelle cellule nervose, che alla fine porta alla morte cellulare.
Quanto possono essere tossici e dannosi questi grovigli di tau e quanto possono diffondersi, dipende dalla loro lunghezza. Tuttavia, fino ad ora, gli scienziati non sapevano perché alcuni grovigli di tau sono più lunghi di altri nell'Alzheimer, o come questi aggregati crescono così a lungo in primo luogo.
Ma ora, gli scienziati della Ohio State University di Columbus hanno ideato un modello matematico che li ha aiutati a spiegare quali processi biologici si celano dietro la formazione dei grovigli di tau.
La nuova ricerca, condotta da Carol Huseby, Jeff Kuret e Ralf Bundschuh, spiega come i grovigli crescono e raggiungono varie lunghezze.
Come si allungano le fibrille tau
Huseby e colleghi hanno iniziato con un modello base di aggregazione tau in due fasi. Il primo passo consiste in due proteine tau che si legano lentamente insieme e il secondo passo coinvolge ulteriori molecole tau che si attaccano alle due proteine.
I ricercatori hanno ampliato questo modello di base per includere altri modi in cui si comportano le fibrille tau. Gli scienziati hanno precedentemente descritto le fibrille come "i grovigli districati".
Il modello modificato prevedeva che la proteina tau si sarebbe scomposta in diverse brevi fibrille. Tuttavia, i ricercatori sapevano che al microscopio, i grovigli di tau rivelano fibrille lunghe, non corte.
Quindi, nel tentativo di spiegare la discrepanza tra quanto previsto dal modello e la realtà microscopica, i ricercatori si sono chiesti se fibrille più corte si unissero per formare fibrille lunghe, in modo simile alle estensioni dei capelli.
Ulteriori esperimenti in cui gli scienziati hanno etichettato le fibrille tau con colori fluorescenti hanno rivelato che in effetti le fibrille lunghe erano costituite da fibrille più corte e di colore diverso che si erano unite alle estremità.
A conoscenza degli autori, questi risultati mostrano per la prima volta che le fibrille tau possono aumentare di dimensioni aggiungendo più di una singola proteina alla volta. Piuttosto, le fibrille più corte possono attaccarsi l'una all'altra, allungando una fibrilla più rapidamente.
Il coautore dello studio Kuret spiega che i risultati potrebbero far luce su come i grovigli di tau - e implicitamente la malattia stessa - possano diffondersi da una cellula all'altra. Una volta che una lunga fibrilla è "suddivisa in piccoli pezzi, questi possono diffondersi, facilitando il loro movimento da una cellula all'altra", dice.
Inoltre, affermano i ricercatori, i risultati aiutano a chiarire come le fibrille tau possono crescere fino a centinaia di nanometri. Inoltre, tale conoscenza può portare a una nuova classe di farmaci, che potrebbe impedire l'aggregazione della tau.
In futuro, gli scienziati intendono modificare il loro modello per tenere conto delle molte sfumature che rendono la proteina tau così complessa. Ad esempio, questa serie di esperimenti ha utilizzato solo un tipo di tau, ma ci sono sei isoforme della proteina. Inoltre, i processi chimici, come la fosforilazione, possono modificare ulteriormente la struttura della proteina.
