Ricerche

Interpretazione di un neurone anziano colorato per il marcatore di stress G3BP1 (verde) e DNA nucleare (blu). Fonte: UC San Diego Health Sciences/Adobe Firefly.

Con l'invecchiamento della popolazione mondiale, continua a salire il rischio di sviluppare malattie neurodegenerative come la demenza, il morbo di Alzheimer (MA), il Parkinson e la sclerosi laterale amiotrofica (SLA). Ma i meccanismi molecolari dietro il deterioramento delle cellule cerebrali sono tuttora sfuggenti.

Ora, un nuovo studio di ricercatori della University of California di San Diego, pubblicato su Nature Neuroscience, ha scoperto che i neuroni anziani hanno difetti unici derivanti da stress molecolare, che li rendono particolarmente vulnerabili alla neurodegenerazione.

"L'invecchiamento è un buco nero da molto tempo", ha dichiarato l'autore senior Gene Yeo PhD, professore di medicina cellulare e molecolare alla UC San Diego, e direttore del Centro Tecnologie e Terapie dell'RNA dell'università e del Sanford Stem Cell Innovation Center del Sanford Stem Cell Institute. "Nessuno è davvero sicuro di come appare un neurone anziano, come si comporta o come è diverso da uno giovane".

Il team di Yeo ha creato neuroni anziani in laboratorio usando un approccio di coltura cellulare chiamato transdifferenziazione. Questa tecnica riprogramma direttamente le cellule della pelle da donatori umani in neuroni che appaiono vecchi a livello molecolare. Il team ha scoperto che, rispetto ai neuroni giovani, quelli vecchi hanno segni distintivi di stress molecolare, come crescita bloccata e conservazione dell'RNA non tradotto e proteine ​​in compartimenti chiamati 'granuli di stress' al di fuori del nucleo della cellula.

Lo stress molecolare ha impedito ai neuroni invecchiati di affrontare eventi nuovi di stress. "È l'equivalente neuronale di essere così stressati da prendere un raffreddore", ha dichiarato il primo autore Kevin Rhine PhD, ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Yeo. I ricercatori hanno anche scoperto che:

• I neuroni anziani hanno impiegato molto più tempo a riprendersi dallo stress rispetto a quelli giovani, non avevano proteine ​​leganti l'RNA e non sono riusciti a creare proteine che rispondono allo stress.
• Nei neuroni anziani, una proteina chiamata TDP-43, che regola l'espressione genica nel nucleo dei giovani neuroni, si è invece accumulata nello spazio al di fuori del nucleo, uno stato che richiama quello dei neuroni delle persone con MA, demenza e SLA.

"Pensiamo che i neuroni anziani diano la priorità ad altre proteine ​​e dimentichino la risposta allo stress e le proteine ​​leganti l'RNA che mantengono tutto in funzione senza intoppi", ha detto Yeo.

Le malattie neurodegenerative pesano enormemente sulle sanità pubbliche. I ricercatori pensano che i risultati potrebbero contribuire allo sviluppo di nuove terapie per prevenire queste malattie. Il passo successivo è individuare la fonte di stress cellulare e mantenere l'RNA in uno stato sano, secondo i ricercatori.