Ricerche

Scienziati hanno visualizzato e quantificato direttamente, per la prima volta, i gruppi di proteine ​​che si ritiene scatenino il Parkinson, facendo un importante passo avanti nello studio della malattia neurologica in più rapida crescita al mondo.

Immagini dell'alfa-sinucleina (colore) in due pazienti con Parkinson, Fonte: Steven F Lee Lab / UniCambridge

Questi minuscoli gruppi, chiamati oligomeri di alfa-sinucleina, sono da tempo considerati i probabili colpevoli dello sviluppo del morbo di Parkinson (MP) nel cervello, ma fino ad ora erano sfuggiti al rilevamento diretto nel tessuto cerebrale umano.

Ora, ricercatori dell’Università di Cambridge, dell’UCL, del Francis Crick Institute e del Polytechnique Montréal hanno sviluppato una tecnica di scansione che consente loro di vedere, contare e confrontare gli oligomeri nel tessuto cerebrale umano, uno sviluppo che secondo il team è “come vedere le stelle in pieno giorno”. I loro risultati, riportati su Nature Biomedical Engineering, potrebbero aiutare a svelare i meccanismi con cui l'MP si diffonde nel cervello e supportare lo sviluppo di diagnosi e potenziali trattamenti.

Si prevede che entro il 2050 il numero di persone nel mondo con MP raddoppierà fino a raggiungere i 25 milioni. Sebbene esistano farmaci che possono aiutare ad alleviare alcuni sintomi, come tremore e rigidità, non esistono farmaci che rallentano o arrestano la malattia stessa. Da più di un secolo, i medici riconoscono l'MP dalla presenza di grandi depositi proteici chiamati corpi di Lewy. Ma gli scienziati sospettano che oligomeri più piccoli, che si formano prima, possano causare danni alle cellule cerebrali. Fino ad ora, questi oligomeri erano semplicemente troppo piccoli per essere visti, essendo lunghi solo pochi nanometri.

“I corpi di Lewy sono il segno distintivo dell'MP, ma essenzialmente dicono dove è stata la malattia, non dove si trova adesso”, ha affermato il professor Steven Lee del Dipartimento di Chimica di Cambridge, condirettore della ricerca. “Se potessimo osservare l'MP nelle fasi iniziali, questo ci direbbe molto di più come la malattia si sviluppa nel cervello e come trattarla”.

Ora, Lee e i suoi colleghi hanno sviluppato una tecnica, chiamata ASA-PD (Advanced Sensing of Aggregates for Parkinson’s Disease), che usa la microscopia a fluorescenza ultrasensibile per rilevare e analizzare milioni di oligomeri nel tessuto cerebrale post-mortem. Essendo gli oligomeri così piccoli, il loro segnale è estremamente debole. L'ASA-PD massimizza il segnale diminuendo lo sfondo, aumentando notevolmente la sensibilità al punto in cui è possibile osservare e studiare i singoli oligomeri di alfa-sinucleina.

"Questa è la prima volta che siamo in grado di osservare gli oligomeri direttamente nel tessuto cerebrale umano a questa scala: è come vedere le stelle in pieno giorno", ha detto la prima coautrice dott.ssa Rebecca Andrews, che ha condotto il lavoro quando era ricercatrice post-dottorato nel laboratorio di Lee. “Apre nuove porte alla ricerca sull'MP”.

Il team ha esaminato campioni di tessuto cerebrale post-mortem di persone con MP e li ha confrontati con individui sani di età simile. Hanno scoperto che gli oligomeri esistono sia nel cervello sano che in quello dei malati di MP. La differenza principale tra il cervello malato e quello sano era la dimensione degli oligomeri, che erano più grandi, più luminosi e più numerosi nei campioni malati, suggerendo un collegamento diretto con la progressione dell'MP. Il team ha anche scoperto una sottoclasse di oligomeri che compaiono solo nei pazienti con MP, che potrebbero essere i primi marcatori visibili della malattia, potenzialmente anni prima della comparsa dei sintomi.

"Questo metodo non ci fornisce solo un'istantanea", ha affermato il professor Lucien Weiss del Polytechnique Montréal, che ha condiretto la ricerca. “Offre un intero atlante di cambiamenti proteici nel cervello e tecnologie simili potrebbero essere applicate ad altre malattie neurodegenerative come l’Alzheimer e l’Huntington. Gli oligomeri erano finora l’ago nel pagliaio, ma ora che sappiamo dove sono quegli aghi, potrebbero aiutarci a colpire tipi specifici di cellule in alcune regioni del cervello”.

"L'unico vero modo per capire cosa sta succedendo nelle malattie umane è studiare direttamente il cervello umano, ma a causa della sua complessità, questo è molto impegnativo", ha detto la prof.ssa Sonia Gandhi del Francis Crick Institute, che ha condiretto la ricerca. “Speriamo che sfondare questa barriera tecnologica ci permetta di capire perché, dove e come si formano i gruppi di proteine ​​e come ciò cambia l’ambiente cerebrale, portando alla malattia”.