Condotta in condizioni di microgravità la prima analisi strutturale delle fibrille di amiloide-β di tipo Tottori.
A sx il logo dell'esperimento nella stazione spaziale ISS. A destra l'aggregazione dell'amiloide-β di tipo Tottori (sopra): aggregati disordinati formati a terra (ground), e fibrille ben definite sotto microgravità. Sotto la struttura del nucleo di fibrilla formata in microgravità: la regione N-terminale è risultata flessibile e mancava di una conformazione ordinata.
Un team di ricerca giapponese ha sfruttato l'esclusivo ambiente di microgravità a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) per chiarire, per la prima volta, la struttura dettagliata delle fibrille di amiloide-β (Aβ) che portano la mutazione familiare di tipo Tottori (D7N), una rara variante legata al morbo di Alzheimer (MA). Questa svolta ottenuta nello spazio non solo ha permesso l'analisi strutturale che è difficile sulla Terra, ma fornisce anche nuove intuizioni su come le mutazioni legate alla malattia influenzano la formazione della fibrilla, aprendo la strada a nuove strategie terapeutiche.
Il team messo insieme da Exploratory Research Center on Life and Living Systems (ExCELLS), National Institutes of Natural Sciences, Nagoya City University, Nagoya University, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) e Japan Space Forum è riuscito a rivelare le strutture ad alta risoluzione delle fibrille Aβ (Aβ40) con la mutazione familiare dl tipo Tottori (D7N) sfruttando l'ambiente di microgravità a bordo del modulo 'Kibo' della stazione spaziale internazionale.
La mutazione D7N, situata nella regione N-terminale del peptide Aβ, è associata a casi familiari rari di MA in Giappone. Sulla Terra, questa variante forma prevalentemente aggregati non fibrillari amorfi, che ostacolano l'analisi strutturale. Al contrario, l'ambiente di microgravità ha significativamente soppresso questi aggregati fuorvianti, consentendo la formazione di fibrille ben ordinate suscettibili di analisi strutturale con microscopia a crio-elettrone.
Nella microgravità, il team ha scoperto architetture della fibrilla precedentemente non osservabili che non si formano in condizioni a terra. I dati strutturali indicano che la mutazione D7N stravolge le interazioni che stabilizzano l'N-terminale, promuovendo percorsi di aggregazione alternativi che possono essere rilevanti per la progressione della malattia.
Questo risultato evidenzia come la microgravità fornisca un ambiente ideale per studiare il comportamento intrinseco di auto-assemblaggio delle proteine amiloidogeniche, eliminando convezione e sedimentazione. Oltre a far avanzare la nostra comprensione dei meccanismi del MA, lo studio dimostra il ruolo potente della biologia strutturale nello spazio nel superare i limiti di lunga data degli esperimenti sulla Terra.
Fonte: National Institutes of Natural Sciences (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: M Yagi-Utsumi, [+9], K Kato. Microgravity-Assisted Exploration of the Conformational Space of Amyloid β Affected by Tottori-Type Familial Mutation D7N. ACS Chem Neurosci, 2025, DOI
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