Ricerche

Scienziati della Northwestern University riferiscono una scoperta sorprendente, che offre un possibile nuovo percorso per il trattamento delle malattie neurodegenerative.

In uno studio sull'ascaride trasparente C.elegans, hanno scoperto che un interruttore genetico nei principali neuroni inibisce il corretto funzionamento delle risposte protettive allo stress cellulare, provocando l'accumulo di proteine mal ripiegate e danneggiate.

Le malattie neurodegenerative, che vanno dalla corea di Huntington al Parkinson, dalla sclerosi laterale amiotrofica all'Alzheimer, sono ritenute derivanti da eventi precoci che portano ad un accumulo di proteine danneggiate nelle cellule.

Eppure tutti gli animali, uomo compreso, hanno un meccanismo antico e molto potente per individuare e rispondere a tali danni, conosciuto come "risposta allo shock termico".

"Perché queste patologie sono così diffuse, se le nostre cellule hanno modi di individuare e prevenire l'accumulo di proteine danneggiate?" ha detto Richard I. Morimoto, che ha condotto la ricerca insieme al collega postdottorato Veena Prahlad. "Il nostro corpo può risolvere il problema? Questo è l'enigma. Nel nostro studio, con nostra grande sorpresa, abbiamo scoperto che il sistema nervoso invia segnali negativi ad altri tessuti nell'animale, che inibiscono la capacità delle cellule di attivare una protezione di risposta allo shock termico", ha detto Morimoto. "La macchina per riparare le proteine danneggiate è intatta, ma il sistema nervoso invia un segnale che gli impedisce di fare il suo lavoro". Quando il segnale proveniente dal sistema nervoso è stato ridotto [durante lo studio], la risposta dello shock termico è tornata, portando a livelli elevati di proteine protettive speciali, chiamate chaperoni molecolari, che hanno mantenuto le proteine danneggiate sotto controllo.

Morimoto è titolare della cattedra Bill e Gayle Cook di Biologia presso il dipartimento di scienze biologiche molecolari e dell'Istituto Rice per la Ricerca Biomedica al Northwestern Weinberg College of Arts and Sciences. I risultati sono pubblicati nei Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). "Attualmente, non abbiamo una soluzione per queste malattie devastanti", ha detto Morimoto. "Questo interruttore principale neuronale potrebbe essere un nuovo bersaglio per la terapia. Se siamo in grado di ripristinare la capacità naturale delle cellule di prevenire i danni delle proteine, le nostre cellule saranno più sane più a lungo e la qualità della vita sarà migliore". I risultati sono applicabili anche ad altre malattie che coinvolgono l'errata ripiegatura, come il cancro e le malattie metaboliche, ha detto Morimoto.

Morimoto e Prahlad hanno studiato il C.elegans, in particolare i modelli con diverse forme di malattie da errata piegatura. L'ascaride trasparente è uno strumento di ricerca importante poichè il suo ambiente biochimico è simile a quello degli esseri umani e il suo genoma, o completa sequenza genetica, è conosciuto.

I ricercatori hanno interferito con il segnale del sistema nervoso, l' "interruttore generale," per vedere cosa sarebbe successo agli animali. Quando il segnale stava funzionando, gli animali accumulavano proteine danneggiate nelle loro cellule che interferivano con la funzione cellulare. Ma quando i ricercatori hanno ridotto un po' il segnale neuronale, è ritornata la normale risposta cellulare al danno delle proteine e gli animali diventavano sani. Mentre la riduzione del segnale neuronale nello studio è stato fatto geneticamente, negli esseri umani l'idea sarebbe quella di modificare il segnale chimico, ha detto Morimoto.

"Questo lavoro ci fà apprezzare che gli animali non sono solo un insieme di cellule, ciascuna che percepisce e risponde ai danni per proprio conto", ha detto. "Le cellule sono organizzate in tessuti, legate in una rete organizzata dal cervello. Il cervello può dire alle cellule di attivare una risposta allo stress o meno. Il sistema nervoso parla con tutte le parti per orchestrare una risposta allo stress dell'organismo. Questo è così affascinante".

Fonte: Materiale della Northwestern University, via EurekAlert!, un servizio di AAAS.

Riferimento: V. Prahlad, RI Morimoto. Neuronal circuitry regulates the response of Caenorhabditis elegans to misfolded proteins . Proceedings of the National Academy of Sciences, 2011; 108 (34): 14204 DOI: 10.1073/pnas.1106557108.

Pubblicato in ScienceDaily il 24 agosto 2011 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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