Immagine: National Institute on Aging
Per più di 20 anni, gran parte della ricerca principale sul morbo di Alzheimer (MA) è stata guidata dall'«ipotesi amiloide», una teoria che si concentra su uno dei tratti più salienti della malattia: la formazione di insolite placche - o accumuli di proteine - nel cervello dei pazienti.
Nel MA queste placche sono costituite dalla proteina amiloide-beta. Di conseguenza, molti scienziati ritengono che la rimozione dell'amiloide-beta, o l'inibizione della sua aggregazione, dovrebbe aiutare a prevenire la demenza.
Ma con una serie di test clinici falliti che sollevano domande su questa premessa, alcuni ricercatori stanno cercando spiegazioni più approfondite sulle cause del MA e su come questa condizione debilitante possa essere trattata. Tra questi c'è anche Shermali Gunawardena, biologa dell'Università di Buffalo.
Il suo laboratorio studia il trasporto assonale: il complicato sistema interno di strade che trasmette materiali preziosi e vivificanti da una parte di una cellula nervosa all'altra. (Le cellule nervose, chiamate anche neuroni, sono una categoria di cellule che include le cellule cerebrali).
Interruzioni in questo sistema di trasporto possono portare a "ingorghi" e alcuni scienziati ipotizzano che tali blocchi precedano la formazione di placche in malattie neurologiche come il MA, dice la Gunawardena.
Usando neuroni delle larve del moscerino della frutta, il suo team svolge da diversi anni ricerche sul ruolo della presenilina (altra proteina legata al MA) nel trasporto assonale, e gli ultimi risultati sono stati pubblicati il 22 maggio sulla rivista Human Molecular Genetics.
"Stiamo osservando i processi che avvengono prima della morte cellulare, prima di iniziare a vedere le placche nel cervello", dice la Gunawardena PhD, professoressa associata di scienze biologiche dell'UB. "Molti dei trattamenti sviluppati per il MA stanno prendendo di mira l'amiloide-beta, ma forse dovremmo concentrarci sui processi che avvengono prima, prima che si formino le placche".
Un controllore del traffico cellulare
La Gunawardena e i suoi colleghi hanno pubblicato ricerche sulla presenilina e sul trasporto assonale sino dal 2013. Il loro primo studio sull'argomento ha dimostrato che la presenilina aiuta a regolare il flusso del traffico nei neuroni del moscerino della frutta, influenzando la velocità con cui i motori molecolari (come i camion) viaggiano lungo strade simili a fili chiamate «binari di microtubuli».
Da allora, il team ha dimostrato che la presenilina lavora in tandem con un enzima chiamato GSK-3β per controllare il comportamento dei motori, compreso il loro movimento e il modo in cui si legano a bolle organiche chiamate «vescicole», che trasportano carichi come le proteine necessarie per la sopravvivenza, la segnalazione e la riparazione delle cellule.
L'ultimo studio dei ricercatori, il documento del 22 maggio presente su Human Molecular Genetics, fornisce dettagli su come la presenilina interagisce con il GSK-3β e riporta che per un adeguato controllo del traffico è necessaria una specifica struttura molecolare all'interno della presenilina, una regione ad anello.
Nuovi percorsi di trattamento?
Insieme, gli studi condotti negli anni stanno fornendo intuizioni che potrebbero un giorno informare nuove strade per il trattamento o la prevenzione del MA, dice la Gunawardena, la cui ricerca illustra la complessità della malattia neurologica.
La presenilina ha un ruolo importante nel MA: la proteina favorisce la produzione di amiloide-beta, che, se sovra-prodotta, causa la formazione di placche nel cervello dei pazienti. Ma il lavoro della Gunawardena mostra che la presenilina può anche avere un altro ruolo - questo positivo - nel regolare il flusso del traffico all'interno delle cellule cerebrali e prevenire i blocchi che nel tempo possono portare alla morte della cellula e alla malattia.
Questo può aiutare a spiegare perché le mutazioni genetiche che determinano una perdita della funzione della presenilina sono legate al MA, dice. "Siamo curiosi di capire la funzione normale della presenilina. Che cosa fa normalmente questa proteina? In passato, abbiamo pensato che fosse implicata nella produzione di amiloide-beta, ma in realtà la presenilina sembra avere anche una funzione molto diversa indipendentemente da questa. Man mano che apprendiamo di più sulla presenilina, è possibile che la nostra ricerca si traduca in opportunità nuove e più mirate per il trattamento o la prevenzione del MA".
Fonte: Charlotte Hsu in University at Buffalo (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Rupkatha Banerjee, Zoe Rudloff, Crystal Naylor, Michael Yu, Shermali Gunawardena. The Presenilin loop region is essential for Glycogen synthase kinase 3 beta mediated functions on motor proteins during axonal transport. Human Molecular Genetics, 2018; DOI: 10.1093/hmg/ddy190
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