Morbo di Parkinson: perché le cellule cerebrali muoiono?
I ricercatori hanno scoperto che una molecola già nota per essere importante per altre funzioni cellulari può anche fungere da bersaglio contro i corpi di Lewy, che sono i depositi di proteine tossiche che si accumulano nel cervello nella malattia di Parkinson.
La molecola, chiamata cardiolipina, è un componente essenziale della membrana dei mitocondri, che sono le minuscole centrali elettriche all'interno delle cellule che danno loro energia e aiutano a guidare il loro metabolismo.
I corpi di Lewy sono un segno distintivo della malattia di Parkinson. Contengono gruppi tossici di alfa-sinucleina e altre proteine che non si sono piegate correttamente.
In un articolo ora pubblicato sulla rivista Nature Communications, i ricercatori dell'Università di Guelph in Canada descrivono come hanno scoperto "un nuovo meccanismo" in cui la cardiolipina ripiega l'alfa-sinucleina.
Hanno anche scoperto che la cardiolipina "può estrarre" l'alfa-sinucleina dai cluster tossici e ripiegarla, "tamponando così efficacemente" o ritardando il progresso della tossicità della proteina.
"Identificare il ruolo cruciale svolto dalla cardiolipina", osserva l'autore senior dello studio Scott D. Ryan, professore del Dipartimento di biologia molecolare e cellulare dell'università, "nel mantenere funzionale [l'alfa-sinucleina] significa che la cardiolipina può rappresentare un nuovo obiettivo per lo sviluppo di terapie contro il morbo di Parkinson ".
Il meccanismo dell'alfa-sinucleina non è chiaro
La malattia di Parkinson è un disturbo che spreca il cervello che peggiora nel tempo. I sintomi più comuni della condizione includono tremori, rigidità muscolare, compromissione dell'equilibrio e della coordinazione e lentezza dei movimenti.
Ha anche sintomi non correlati al movimento, che includono, ma non sono limitati a, ansia, depressione, disturbi del sonno, costipazione e affaticamento.
Ci sono più di 10 milioni di persone che convivono con il Parkinson in tutto il mondo, di cui circa 1 milione negli Stati Uniti e 100.000 in Canada.
La malattia colpisce principalmente dopo i 50 anni, anche se nel 10% dei casi può insorgere prima.
La principale differenza tra il morbo di Parkinson e altri disturbi del movimento è che il primo è causato dalla morte delle cellule produttrici di dopamina nella regione della substantia nigra del cervello.
La dopamina è una molecola messaggera, o neurotrasmettitore, che aiuta a controllare il movimento. Molti trattamenti per il Parkinson mirano ad aumentare i livelli cerebrali di dopamina.
Sebbene l'alfa-sinucleina piegata in modo errato sia una caratteristica dei corpi di Lewy - la cui presenza precede la morte delle cellule della dopamina nella malattia di Parkinson - il meccanismo specifico è alquanto poco chiaro.
Tuttavia, quello che sappiamo è che nella sua forma normale, l'alfa-sinucleina sembra essere importante per il funzionamento sano delle cellule.
Ad esempio, ci sono prove che suggeriscono che l'alfa-sinucleina è importante per lo stoccaggio e il riciclaggio dei neurotrasmettitori e potrebbe anche avere un ruolo nel controllo degli enzimi che aumentano i livelli di dopamina.
L'effetto della cardiolipina è ridotto nelle cellule cerebrali
Per scoprire come le cellule cerebrali trattano l'alfa-sinucleina piegata in modo errato, il Prof. Ryan ei suoi colleghi hanno condotto esperimenti utilizzando cellule staminali umane.
"Abbiamo pensato", dice il Prof. Ryan, "se riusciamo a capire meglio come le cellule piegano normalmente l'alfa-sinucleina, potremmo essere in grado di sfruttare quel processo per dissolvere questi aggregati e rallentare la diffusione della malattia".
I ricercatori hanno confrontato le cellule staminali normali con quelle di persone con malattia di Parkinson che portavano una versione mutata del gene alfa-sinucleina.
Attraverso questi esperimenti, il team ha scoperto che l'alfa-sinucleina si lega ai mitocondri all'interno delle cellule cerebrali e che la cardiolipina nei mitocondri ripiega la proteina in forme non tossiche, ritardando così il processo di tossicità dell'alfa-sinucleina.
Gli scienziati hanno anche scoperto che la "capacità tampone è ridotta" nelle cellule che avevano le forme mutate di alfa-sinucleina che portano alla malattia di Parkinson familiare.
Pertanto, i ricercatori suggeriscono che la capacità della cardiolipina di rallentare o arrestare il progresso della tossicità dell'alfa-sinucleina viene alla fine sopraffatta e porta alla morte delle cellule nelle persone con malattia di Parkinson.
Credono che i loro risultati potrebbero portare a un nuovo farmaco che rallenta la progressione della malattia prendendo di mira il ruolo della cardiolipina nel ripiegamento dell'alfa-sinucleina.
"La speranza è", dice il prof. Ryan, "che saremo in grado di salvare i deficit locomotori in un modello animale. È un grande passo avanti verso il trattamento della causa di questa malattia. "
"Sulla base di questa scoperta, ora abbiamo una migliore comprensione del motivo per cui le cellule nervose muoiono nella malattia di Parkinson e di come potremmo essere in grado di intervenire".
Prof. Scott D. Ryan
