Questa proteina scoperta di recente potrebbe aiutare a curare il Parkinson?
I ricercatori hanno trovato una proteina che potrebbe aiutare a ridurre l'aggregazione di proteine tossiche nel cervello, un segno distintivo della malattia di Parkinson. Ma la loro scoperta offre nuove speranze o semplicemente "un cerotto?"
Il National Institutes of Health stima che, negli Stati Uniti, circa 50.000 persone ricevono una diagnosi di malattia di Parkinson ogni anno.
Questa condizione diffusa è caratterizzata da tremori, lentezza dei movimenti e compromissione dell'equilibrio e della coordinazione, tra gli altri sintomi.
Tuttavia, le sue cause rimangono sconosciute e i trattamenti mirano solo ai sintomi, aiutando le persone a gestire questa condizione nel miglior modo possibile.
Nel cervello, il Parkinson è caratterizzato da una caratteristica sconcertante: l'aggregazione di alfa-sinucleina, una proteina che diventa tossica e interrompe i percorsi neurali quando si attacca insieme in grandi quantità.
Ciò si verifica quando l'alfa-sinucleina si piega male, cioè quando si piega in una forma errata che non le consente di funzionare correttamente, il che può causare o facilitare la malattia.
L'alfa-sinucleina è tipicamente presente ad alti livelli nel cervello ed è presente anche in altri tessuti in quantità minori. Tuttavia, i ricercatori non hanno idea del ruolo che questa proteina gioca solitamente nel mantenimento della salute neurale o di come prevenirne il ripiegamento errato.
Ma un nuovo studio, della Purdue University, a West Lafayette, IN, ha identificato una proteina in grado di ridurre l'aggregazione dell'alfa-sinucleina mal ripiegata. I risultati sono presenti in Giornale di biologia molecolare.
Come HYPE può ridurre l'aggregazione
La nuova ricerca si è concentrata sul potenziale terapeutico di una proteina chiamata “HYPE”, che, spiegano i ricercatori, è l'unica proteina Fic presente nell'uomo.
Le proteine Fic aiutano a decidere se una cellula sopravvive o muore quando incontra lo stress, caratterizzato dal ripiegamento errato delle proteine della cellula.
"Poiché HYPE gioca un ruolo così importante nel modo in cui le cellule affrontano lo stress da proteine mal ripiegate, ci siamo chiesti se le malattie che derivano dal ripiegamento errato delle proteine avessero probabilmente bisogno di HYPE", spiega l'autore principale dello studio Seema Mattoo, Ph.D., un assistente professore di scienze biologiche a Purdue.
Continua: "Sappiamo che nella malattia di Parkinson, spesso la proteina mal ripiegata è [alfa-sinucleina]. Quindi abbiamo chiesto se HYPE potesse modificare [l'alfa-sinucleina] e, in caso affermativo, quali sono le conseguenze? "
Nell'attuale studio - che i ricercatori hanno condotto in vitro, utilizzando colture cellulari in un ambiente di laboratorio - hanno scoperto che HYPE può effettivamente agire sull'alfa-sinucleina, diminuendo la quantità di aggregazione delle proteine mal ripiegate. I ricercatori chiamano questo processo "AMPilazione".
Quindi, il team ha voluto vedere se AMPylation mostrava effettivamente qualche promessa come potenziale processo terapeutico. Nella malattia di Parkinson, le proteine aggregate e mal ripiegate possono perforare le membrane dei neuroni (cellule cerebrali), interrompendone il funzionamento.
Mattoo e colleghi volevano scoprire se l'AMPilazione porterebbe anche a un minor numero di buchi nelle membrane delle cellule. A tal fine, hanno utilizzato una combinazione di lipidi per creare una superficie che simula quella delle membrane cellulari.
Hanno anche aggiunto colorante ai lipidi, quindi se gli aggregati di alfa-sinucleina li perforassero, l'azione sarebbe diventata visibile attraverso il colorante fuoriuscito.
Dopo averlo fatto, Mattoo osserva: "Abbiamo scoperto che è stata rilasciata meno colorante con l '[alfa-sinucleina] modificata, il che significa che la membrana è rimasta più intatta".
"Ciò significa che HYPE potrebbe avere un effetto terapeutico sulla malattia di Parkinson", aggiunge. Inoltre, come notano Mattoo e colleghi nel loro documento di studio, "Questo è il primo rapporto che identifica [l'alfa-sinucleina] come obiettivo per HYPE".
Andare oltre il "cerotto?"
In un esperimento finale, Mattoo e il team hanno studiato l'alfa-sinucleina modificata da HYPE utilizzando un microscopio elettronico. Ciò ha permesso loro di osservare che, dopo aver interagito con HYPE, la struttura dell'alfa-sinucleina era cambiata.
In circostanze normali, notano i ricercatori, le torsioni dell'alfa-sinucleina, che potrebbero spiegare il suo potenziale di formare aggregati. Tuttavia, quando modificata da HYPE, la proteina tendeva a torcersi meno, formando invece fili paralleli.
Questa nuova modifica, sostengono i ricercatori, potrebbe impedire l'aggregazione dell'alfa-sinucleina.
Mentre l'attuale ricerca mostra la promessa di trovare nuove terapie per il morbo di Parkinson, gli autori dello studio spiegano che hanno ancora molta strada da fare.
"Stiamo tutti cercando di applicare un cerotto alla fine della progressione della malattia perché sappiamo che l'aggregazione fa sì che le cellule diventino tossiche, ma come possiamo impedirlo? C'è ancora molto da capire meccanicamente al riguardo nel contesto della malattia ".
Seema Mattoo, Ph.D.
"Siamo nelle prime fasi [di questa ricerca]", ammette Mattoo, "ma questi risultati ci stanno dando una nuova prospettiva per guardare a potenziali terapie".
"Stiamo cercando di elaborare farmaci che potrebbero essere utilizzati per manipolare l'attività di HYPE. Potresti somministrarli a pazienti che iniziano a mostrare segni di Parkinson o che sono inclini ad avere [alfa-sinucleina] aggregata. Questa è la direzione in cui vogliamo andare [in] ", spiega il ricercatore.
