Lo studioso di ricerca post-dottorato Kaoru Yamada, PhD, è autore di un nuovo studio che ha rilevato proteine di Alzheimer dove non si aspettava di trovarle: nel fluido cerebrale di topi sani. Mary Beth Finn, tecnico ricercatore senior, è stata co-autrice.
Uno degli indicatori più promettenti dell'Alzheimer, ritenuto finora presente solo all'interno delle cellule nervose, ora sembra essere rilasciato normalmente dalle cellule nervose per tutta la vita, secondo i ricercatori della School of Medicine della Washington University a St. Louis.
Gli scienziati hanno trovato prove che nei topi le cellule cerebrali sane secernono regolarmente proteina tau nei fluidi cerebrali circostanti. Prima d'ora, il principale ruolo conosciuto della tau nella biologia sana era come componente del citoscheletro, quei binari che consentono il trasporto di materiale all'interno delle cellule del sistema nervoso centrale. Il nuovo rapporto appare in linea in The Journal of Neuroscience.
Nell'Alzheimer, la tau sembra giocare un ruolo fondamentale. E' l'ingrediente principale dei grovigli neurofibrillari, che sono aggregati anomali di materiale all'interno delle cellule nervose e segno distintivo della malattia. Più tau nel fluido spinale sembra essere un segno precoce dell'Alzheimer, e la proteina è uno dei diversi indicatori che i ricercatori stanno indagando nel tentativo di curare l'Alzheimer prima che i pazienti sviluppano la demenza.
"La nostra nuova tecnica per misurare la tau nel cervello vivente di modelli animali ha il potenziale di aiutarci a determinare come viene secreto, che potrebbe essere molto importante per comprendere appieno il processo dell'Alzheimer", dice l'autore Kaoru Yamada, PhD, uno studioso post-dottorato di ricerca. "Ci aiuterà anche a testare nuovi farmaci per l'Alzheimer".
La proteina tau esiste in diverse forme. A seconda di come è assemblata e piegata, può rimanere sospesa nel liquido all'interno e tra le cellule (solubile) o uscire da quei fluidi e raggrupparsi insieme con altre copie della proteina tau per creare grovigli (insolubili). La tau solubile può legarsi a parti del citoscheletro delle cellule per dare loro ulteriore robustezza e flessibilità e per consentire il trasporto di materiale all'interno delle cellule nervose.
Recenti studi hanno evidenziato che macchie di tau insolubili si possono formare all'interno di cellule, lasciare le cellule e essere riprese da altre cellule. Ma fino ad ora, la tau solubile non è stata ritenuta in grado di lasciare le cellule nervose all'interno di un cervello vivente. Yamada ed altri, nel laboratorio di David Holtzman, MD, il professore Andrew B. and Gretchen P. Jones, capo del Dipartimento di Neurologia (foto a sinistra), hanno modificato una tecnica sviluppata per misurare la beta amiloide, l'ingrediente principale delle placche amiloidi, un altro segno distintivo dell'Alzheimer. Hanno scoperto che era presente tau nel liquido cerebrale di topi normali in quantità fino a dieci volte superiori ai livelli di tau nel liquido spinale. Questi livelli non sono cambiati con l'invecchiamento dei topi.
Successivamente, i ricercatori hanno testato i topi geneticamente modificati per produrre più tau, inducendoli a sviluppare grovigli neurofibrillari con l'invecchiamento. I livelli di tau nei fluidi cerebrali sono diminuiti con l'invecchiamento dei topi, passando da 250 nanogrammi per millilitro nei topi giovani a 80 nanogrammi per millilitro in quelli vecchi. Questo può essere perché il tau solubile nei fluidi cerebrali viene convertito in forme insolubili della proteina tau, che poi formano grovigli neurofibrillari. When researchers injected copies of tau shortened to contain only the protein's biochemically “stickiest” region, potentially seeding the formation of new insoluble clumps of tau, levels of the protein in brain fluid dropped even in young mice.
Quando i ricercatori hanno iniettato le copie del tau abbreviato a contenere solo biochimica della proteina regione "stickiest", potenzialmente semina la formazione di nuovi aggregati insolubili di tau, i livelli della proteina nel liquido cerebrale sceso anche nei topi giovani. "Ipotizziamo che ci sono processi metabolici ignoti che regolano i livelli di proteina tau solubile nel liquido cerebrale, e l'aggregazione di tau in grovigli neurofibrillari interrompe questi processi", dice Holtzman.
Yamada nota che la nuova tecnica al momento può solo misurare solo copie solubili di tau. Copie multiple di tau solubile possono stare insieme, e ulteriori adattamenti della tecnica di valutazione sono necessari per vedere se queste catene sono presenti nei fluidi tra le cellule del cervello prima e dopo che i grovigli inizino a formarsi. Gli scienziati prevedono inoltre ulteriori indagini su come e perché le cellule del cervello secernono la tau solubile.
La ricerca è stata finanziata da AstraZeneca, dal Cure Alzheimer's Fund, da Astellas Foundation for Research on Metabolic Disorders, dalla Uehera Memorial Foundation e dalla Japan Society for the Promotion of Science.
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Reference: Yamada K, Cirrito JR, Stewart FR, Jiang H, Finn MB, Holmes BB, Binder LI, Mandelkow EM, Diamond MI, Lee VM-Y, Holtzman DM. Yamada K, Cirrito JR, Stewart FR, Jiang H, Finn MB, BB Holmes, Binder LI, Mandelkow EM, Diamante MI, Lee VM-Y, Holtzman DM. In vivo microdialysis reveals age-dependent decrease of brain interstitial fluid tau levels in P301S human tau transgenic mice. The Journal of Neuroscience , online Sept. 14, 2011.
Pubblicato in Washington University Saint Louis il 19 settembre 2011 - Traduzione di Franco Pellizzari.
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