L'infiammazione determina il danno tau nell'Alzheimer
Gli scienziati hanno scoperto un meccanismo infiammatorio che sembra giocare un ruolo chiave nella formazione delle proteine tau tossiche che caratterizzano l'Alzheimer e altre malattie del cervello.
La malattia di Alzheimer è la causa più comune di demenza negli anziani. Altre forme includono demenza vascolare, a corpi di Lewy e frontotemporale (FTD).
Le stime del National Institute of Aging, che è uno dei National Institutes of Health (NIH), suggeriscono che più di 5,5 milioni di persone negli Stati Uniti hanno la demenza dovuta al morbo di Alzheimer.
Il meccanismo recentemente scoperto coinvolge un complesso proteico chiamato inflammasoma NLRP3.
Ricerche precedenti avevano già identificato il ruolo vitale della grande molecola nell'innescare sostanze infiammatorie dalla sua posizione all'interno delle cellule immunitarie del cervello.
Nel nuovo studio, i ricercatori del Centro tedesco per le malattie neurodegenerative (DZNE) e dell'Università di Bonn, entrambi in Germania, hanno condotto un'indagine di un team internazionale sull'inflammasoma NLRP3 nella malattia di Alzheimer e nell'FTD.
Hanno testato campioni di cervello post-mortem di persone con e senza FTD. Hanno anche utilizzato cellule cerebrali in coltura e topi con caratteristiche cerebrali caratteristiche di Alzheimer e FTD.
L'investigatore principale era Michael T. Heneka, professore presso l'Università di Bonn e direttore del suo dipartimento di malattie neurodegenerative e gerontopsichiatria.
Il Prof. Heneka è anche l'autore senior di un recente Natura documento sulle nuove scoperte.
In quel documento di studio, lui ei suoi colleghi descrivono come la proteina tau si trasforma sotto l'influenza dei processi infiammatori dal sistema immunitario del cervello.
Una delle funzioni che le proteine tau svolgono nel cervello sano è aiutare a stabilizzare lo scheletro della cellula nervosa o del neurone.
Tuttavia, nell'Alzheimer e nell'FTD, le proteine tau subiscono cambiamenti chimici che le fanno staccare dallo scheletro cellulare e invece si attaccano l'una all'altra. Senza stabilità meccanica, la cellula alla fine muore.
Iperfosforilazione
Ciò che fa staccare le proteine tau dagli scaffold cellulari e attaccarsi l'una all'altra è un processo chiamato iperfosforilazione che cambia la composizione chimica e il comportamento delle molecole proteiche.
La fosforilazione è un regolatore chiave dell'attività delle proteine nelle cellule. Implica l'aggiunta e la rimozione di gruppi fosfato (PO4) sulla molecola proteica.
Iperfosforilazione significa che la molecola proteica è satura di gruppi fosfato (PO4) aggiunti. In questo stato, la proteina può comportarsi in modo molto diverso dal normale.
Le nuove scoperte rivelano che l'inflammasoma NLRP3 innesca gli enzimi che saturano le proteine tau con fosfato nella misura in cui si staccano dallo scheletro cellulare e si formano in grumi.
"Sembra che i processi infiammatori mediati dall'inflammasoma siano di fondamentale importanza per la maggior parte, se non tutte, le malattie neurodegenerative con patologia tau", afferma il prof. Heneka.
Il team suggerisce che il meccanismo è particolarmente rilevante per la malattia di Alzheimer. Ci sono due caratteristiche distintive nella malattia di Alzheimer: placche tossiche della proteina beta-amiloide che si formano tra le cellule cerebrali e grovigli di proteine tau aggregate che si formano all'interno delle cellule.
Inoltre, le placche beta-amiloidi iniziano a formarsi durante le prime fasi dell'Alzheimer, prima che le proteine tau inizino a raggrupparsi.
Il lavoro precedente di alcuni membri del team aveva già implicato l'inflammasoma NLRP3 come promotore dell'accumulo di beta-amiloide.
Collegamento mancante tra beta-amiloide e tau
Mettere insieme le due serie di risultati rivela che l'inflammasoma NLRP3 è un fattore comune nella formazione di placche beta-amiloidi e grovigli di tau.
"I nostri risultati supportano l'ipotesi della cascata amiloide per lo sviluppo dell'Alzheimer", spiega il prof. Heneka.
"Secondo questa ipotesi", continua, "i depositi di [beta-amiloide] alla fine portano allo sviluppo della patologia tau e quindi alla morte cellulare".
Egli suggerisce che l'inflammasoma è il "decisivo anello mancante" che collega i processi patologici della beta-amiloide e della tau. "Passa il testimone, per così dire", osserva.
Il team prevede che questi risultati conducano a nuovi modi di trattare l'Alzheimer e l'FTD prendendo di mira il processo di trasformazione della tau.
Il Prof. Heneka ritiene che dovrebbe essere possibile sviluppare farmaci che prendono di mira la patologia tau alterando la risposta immunitaria.
“Con lo sviluppo della patologia tau, le capacità mentali diminuiscono sempre di più. Pertanto, se la patologia tau potesse essere contenuta, questo sarebbe un passo importante verso una terapia migliore ".
Prof. Michael T. Heneka
