Ricerche

In quello che definiscono 'nuova direzione' nello studio dell'Alzheimer, ricercatori della University of California di Santa Barbara (UCSB) hanno fatto una scoperta importante su ciò che accade alle cellule cerebrali che vengono distrutte in questa malattia e nelle demenze correlate.

I risultati sono pubblicati nella versione online di The Journal of Biological Chemistry.

Immagine di neuroni di ratto che crescono in un vetrino. Le sfere viola sono i nuclei delle cellule e il rosso corrisponde alla localizzazione di tau.X fosforilato

Stuart Feinstein, professore di Biologia Molecolare, Cellulare e di Sviluppo, autore senior, e co-direttore del Neuroscience Research Institute della UCSB, ha spiegato: "Con la demenza, le cellule cerebrali o neuroni, che sono necessarie alle competenze cognitive, non funzionano più correttamente. E poi, non ci sono neanche più, perché sono morte. Questo porta alla demenza; perdere la capacità neuronale".

Feinstein ha studiato la proteina chiamata "tau" per circa 30 anni, usando biochimica in provette e una grande varietà di cellule in coltura come modelli. In condizioni normali, la tau si trova nei lunghi assoni dei neuroni che servono a collegare i neuroni ai loro obiettivi, spesso lontano dal corpo cellulare stesso. Tra le funzioni principali della tau c'è quella di stabilizzare i microtubuli, che sono parte integrante del citoscheletro cellulare che è essenziale per molti aspetti della struttura e del funzionamento delle cellule neuronali.

Si sa da molti anni che un piccolo peptide chiamato beta-amiloide può causare la morte delle cellule neuronali e quindi la malattia di Alzheimer, anche se il meccanismo del suo funzionamento è ancora poco compreso. Recentemente, prove genetiche hanno dimostrato che la capacità del beta amiloide di uccidere i neuroni richiede la tau; tuttavia, ciò che fa alla tau è ancora un enigma. "Sappiamo che il beta amiloide è un cattivo soggetto", ha detto Feinstein. "Il beta amiloide causa malattia; il beta amiloide causa l'Alzheimer. La domanda è: come lo fa?".

Ha spiegato che la maggior parte dei ricercatori di Alzheimer sostengono che il beta amiloide fa diventare la tau eccessivamente anomalo e fosforilato. Questo significa che le proteine tau si modificano chimicamente impropriamente con gruppi di fosfati. "Molte delle nostre proteine vengono fosforilate", ha detto Feinstein. "Può succedere correttamente o no".

Jack Reifert (a sinistra) e Stuart Feinstein sono ricercatori della University of California Santa Barbara.

Feinstein ha aggiunto che lui e i suoi studenti volevano capire in dettaglio la presunta fosforilazione anormale della proteina tau, al fine di comprendere quello che va male. "Questo darebbe indizi utili alle aziende farmaceutiche, per trovare un obiettivo più preciso su cui lavorare" ha detto Feinstein. "Più capisce con precisione la biochimica del bersaglio, meglio la società farmaceutica può affrontare il problema".

Feinstein ha detto che è risultata infondata l'ipotesi iniziale del team, che il beta amiloide sia la causa della vasta e anomala fosforilazione della proteina tau. "A tutti noi piace avere una palla curva lanciata come ci piace, di tanto in tanto, giusto?" ha detto Feinstein. "Si vorrebbe vedere qualcosa di diverso e inaspettato". Il team di ricerca ha scoperto che quando hanno aggiunto beta amiloide nelle cellule neuronali, la tau in quelle cellule non si è fosforilata in maniera massiccia, come si pensava. Invece, si è osservata con sorpresa la frammentazione completa della tau entro una o due ore dall'esposizione delle cellule al beta amiloide. Dopo 24 ore le cellule erano morte.

Feinstein ha spiegato che la tau ha molti compiti, ma il suo lavoro che capiamo meglio è regolare il citoscheletro cellulare. Le cellule hanno uno scheletro proprio come ce l'hanno gli esseri umani. La differenza principale è che gli scheletri umani non cambiano forma molto bruscamente, mentre lo scheletro di una cellula è in costante crescita, accorciamento, e movimento. Lo fa per aiutare la cellula ad eseguire molte delle sue funzioni essenziali. Il citoscheletro è particolarmente importante per i neuroni a causa della loro grande lunghezza.

Feinstein sostiene che i neuroni nell'Alzheimer muoiono perché il loro citoscheletro non funziona correttamente. "Se si distrugge la tau, che è un importante regolatore dei microtubuli, si può facilmente vedere che consegue la morte cellulare", ha detto Feinstein. "Sappiamo dai farmaci anti-cancro che, se si trattano le cellule con farmaci che alterano il citoscheletro, le cellule muoiono", ha detto. "Secondo me, la stessa cosa potrebbe accadere qui [per l'Alzheimer]".

Il laboratorio Feinstein è ora al lavoro sulle implicazioni degli esperimenti descritti in questo articolo. Co-autori dell'articolo sono Jack Reifert, studente laureato, e DeeAnn Hartung-Cranston, ex studente laureato.

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