Ricerche

Una nuova ricerca di David Westaway, PhD, della University of Alberta e Jiri Safar, MD, della School of Medicine alla Case Western Reserve University ha scoperto un meccanismo di controllo della qualità nelle cellule cerebrali che può aiutare a mantenere a bada per mesi o anni le malattie neurologiche mortali.

Pubblicati sul Journal of Clinical Investigation, i risultati,"rappresentano un importante passo avanti nella comprensione della vita segreta delle molecole prioniche nel cervello e possono darci un nuovo modo di trattare le malattie da prioni", ha detto Westaway, direttore del Centre for Prions and Protein Folding Diseases e Professore di Neurologia alla Facoltà di Medicina e Odontoiatria dell'Università di Alberta.

Le malattie da prioni portano a neurodegenerazioni incurabili come il morbo di Creutzfeldt-Jakob negli esseri umani, il morbo della mucca pazza (encefalopatia spongiforme bovina) e la malattia del deperimento cronico dei cervi e degli alci. Le malattie sono causate dalla conversione di proteine prioniche cellulare dalla forma normale a quella malata.

Per anni, gli scienziati sono stati confusi da due caratteristiche inspiegabili delle infezioni da prioni: periodi asintomatici enormemente differenti (che durano fino a cinque anni), e variazioni notevoli nell'accumulo delle proteine malate (quando i sintomi si presentano). Al contrario, i prioni in provetta si replicano rapidamente, e in pochi giorni raggiungono i livelli presenti nel cervello nella fase finale della malattia. "Il nostro studio ha indagato il meccanismo molecolare di questo puzzle intrigante", ha detto Safar, condirettore del National Prion Disease Pathology Surveillance Center e Professore Associato nel Dipartimento di Patologia e Neurologia alla School of Medicine della Case Western Reserve University.

Per sondare questi misteri, Westaway, Safar, i loro team e altri ricercatori che collaborano negli Stati Uniti, Italia e Paesi Bassi, hanno studiato una molecola chiamata «ombra della proteina prionica». "I cambiamenti drammatici in questa proteina ombra ci hanno portato ad espandere la nostra visione per includere la normale proteina prionica stessa", ha detto Westaway. "Questa è una molecola cruciale nelle cellule cerebrali, perché è scambiata per la materia prima per produrre le proteine ​​prioniche malate".

Produzione e degradazione della proteina prionica normale avevano avuto in precedenza poca attenzione, perché si assumeva che il suo percorso di produzione non variasse. "Il puzzle del lungo periodo asintomatico richiedeva di classificare i diversi tipi di molecole della proteina prionica. Il nostro laboratorio ha sviluppato nuove tecniche per districare queste sottili differenze di forma", ha detto Safar. I ricercatori hanno scoperto una marcata riduzione della quantità di proteina prionica normale in otto diversi tipi di malattie da prioni. Hanno visto con sorpresa che questo calo avviene mesi o anni prima che i modelli animali mostrino sintomi clinici rivelatori della malattia del cervello.

"Siamo convinti che le cellule sotto attacco dai prioni sono più intelligenti di quanto si pensava un tempo", ha detto Westaway. "Loro percepiscono non solo il plagio molecolare delle proteine malate, ma adottano anche una risposta protettiva semplice ed almeno parzialmente efficace: riducono al minimo la quantità di materie prime dal cantiere di produzione dei prioni". "Crediamo di poter prendere due piccioni con una fava, perché la proteina prionica normale è anche un recettore della tossicità. Aumentare questa risposta protettiva naturale può essere un percorso preferito per curare le infezioni da prioni", ha aggiunto Safar.

La scoperta della risposta protettiva naturale può spiegare anche il lungo periodo di latenza in altre malattie neurodegenerative più comuni. "La fase pre-clinica della malattia, prima che si evidenzino i sintomi, è il momento per mettere le cose a posto. Potremmo rallentare la malattia e portarla ad un blocco totale", ha detto Westaway. "Dal momento che alcuni scienziati ritengono che la proteina prionica normale sia un accessorio nella morte delle cellule cerebrali dell'Alzheimer, capire le rare, ma letali, malattie da prioni può suscitare nuove intuizioni sulle demenze umane".

Lo studio è stato finanziato dall'Alberta Prion Research Institute, da Alberta Innovates-Health Solutions, dalla Fondazione canadese per l'innovazione, dall'US National Institutes of Health e dai Centers for Disease Control and Prevention, dalla University Health Network e dal Charles S. Britton Fund.

Fonte: Case Western Reserve University, via Newswise.

Riferimenti:  Charles E. Mays, Chae Kim, Tracy Haldiman, Jacques van der Merwe, Agnes Lau, Jing Yang, Jennifer Grams, Michele A. Di Bari, Romolo Nonno, Glenn C. Telling, Qingzhong Kong, Jan Langeveld, Debbie McKenzie, David Westaway, Jiri G. Safar. Prion disease tempo determined by host-dependent substrate reduction. Journal of Clinical Investigation, 2014; DOI: 10.1172/JCI72241

Pubblicato in newswise.com (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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