Ricerche

Nell'immagine il ruolo di tau e MAP6 nella regolazione delle parti stabili (verdi) e dinamiche (rosse) dei microtubuli di un neurone. L'esaurimento della tau dai neuroni porta a una maggiore stabilità dei microtubuli.

Un nuovo studio condotto da ricercatori della Drexel University ribalta il popolare dogma scientifico secondo il quale la proteina Tau stabilizza i microtubuli all'interno delle cellule cerebrali. La nuova ricerca degli scienziati, pubblicata questa settimana su Current Biology, suggerisce esattamente il contrario: il vero ruolo della Tau nel neurone è consentire ai microtubuli di crescere e rimanere dinamici.

Questo è fondamentale perché nel cervello devono essere presenti sia le regioni stabili che quelle dinamiche dei microtubuli, perché ci sia una funzione cognitiva ottimale, secondo Liang Oscar Qiang PhD, primo autore dello studio e assistente professore di ricerca: "Pensiamo che la ragione per cui il cervello ha così tanta Tau è per garantire che ci sia sempre una componente dinamica robusta nei microtubuli. Altrimenti, senza tau, ci sarebbe una quantità  eccessiva di microtubuli stabili del cervello".

Questa nuova scoperta suggerisce che i farmaci stabilizzanti i microtubuli attualmente in fase di studio clinico potrebbero non essere efficaci nel trattamento del morbo di Alzheimer (MA) e di altre malattie neurodegenerative basate sulla tau, ha detto Peter Baas PhD, professore nel Dipartimento di Neurobiologia e Anatomia del Drexel College of Medicine e autore senior dello studio: "La teoria popolare suggerisce che i pazienti con malattie neurodegenerative perdono i microtubuli perché diventano meno stabili. Quello che suggerisce il nostro studio è che, con l'esaurimento della tau, i pazienti di fatto perdono le regioni dinamiche dei microtubuli. Quindi, trattando le malattie neurodegenerative con farmaci stabilizzanti i microtubuli, c'è il pericolo di peggiorare le cose piuttosto che migliorarle".

I microtubuli sono polimeri tubolari che costituiscono l'infrastruttura della cellula e fungono anche da binari per il trasporto di organelli in tutto il citoplasma. Queste strutture intracellulari hanno una regione stabile, così come una regione che rimane dinamica, entrambe importanti per il loro ruolo in una cellula.

La Tau è una delle proteine ​​caratteristiche del MA. Nel cervello malato, la tau si distacca dai microtubuli e forma grovigli neurofibrillari, bloccando il trasporto di sostanze nutritive verso i neuroni e, alla fine, uccidendoli.

Farmaci che influenzano la stabilità dei microtubuli sono attualmente in fase di studio come potenziali terapie per il MA, perché è quasi universalmente accettato dalla comunità scientifica - evidenziato dalla documentazione in centinaia di documenti di ricerca, siti web e materiali didattici - che il ruolo della tau è stabilizzare i microtubuli nei neuroni del cervello, in particolare nelle fibre nervose chiamate assoni.

Nonostante questa credenza diffusa, un gruppo di ricerca aveva riferito quasi 20 anni fa che la tau potrebbe non essere responsabile della stabilità dei microtubuli. I ricercatori della Drexel hanno deciso di approfondire la questione eliminando la tau dai neuroni coltivati di ratto e confrontando i livelli di microtubuli nei loro assoni dopo quattro giorni.

Hanno scoperto che il volume dei microtubuli nell'assone era ridotto, non a causa della loro destabilizzazione, ma piuttosto a causa della perdita preferenziale delle regioni dinamiche dei microtubuli. In effetti, il depauperamento ha reso i microtubuli rimanenti più stabili, invece che meno. Questo altera la nostra comprensione di base della tau. "Abbiamo scoperto che la tau non stabilizza i microtubuli del neurone. Il vero lavoro della tau è quello di proteggere le regioni dinamiche dei microtubuli dall'essere stabilizzate e anche di consentire loro di allungarsi", ha detto Baas.

In altre parole, piuttosto che pensare alla tau come a un legame ferroviario - necessario a intervalli regolari per stabilizzare un binario - la proteina si può paragonare meglio al pilone di un ponte, consente ai microtubuli di rimanere costantemente in movimento. Altrimenti, il ponte si spezzerebbe.

I ricercatori hanno anche studiato la MAP6, che chiamano un "vero stabilizzatore di microtubuli", nei neuroni coltivati, e hanno scoperto che la MAP6 si diffonde sul microtubulo quando la tau è esaurita, il che spiega perché i microtubuli diventano più stabili quando perdono la tau.

I prossimi passi del team di ricerca saranno la ripetizione di esperimenti simili nel cervello dei roditori adulti. Se riusciranno a replicare i loro risultati, cercheranno di "ripristinare ciò che è perduto" nel cervello neurodegenerato, recuperando le regioni dinamiche dei microtubuli perse, attraverso nuovi approcci terapeutici.