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Studio rivela una potenziale strategia per evitare l'Alzheimer
Sezione del cervello di topo portatore della mutazione P301S nella tau umana, che causa la demenza, con l'accumulo di grovigli neurofibrillari tau (in marrone scuro, a sinistra). Quando i livelli di Nuak1 sono minori del 50% (P301S / Nuak1+/-, a destra), si accumula un minor numero di grovigli tau. (Fonte: autori dello studio)
Un giorno potremo prendere una pillola che impedisce l'accumulo di molecole tossiche nel cervello per prevenire o ritardare l'Alzheimer, secondo gli scienziati della Baylor Univresity, dell'Ospedale dei bambini del Texas e della Johns Hopkins University.
Lo studio, pubblicato di recente su Neuron, ha adottato un triplice approccio per verificare i primi eventi che avvengono nel cervello, molto prima che siano evidenti i sintomi dell'Alzheimer.
Gli scienziati sono riusciti a prevenire quei primi eventi e il successivo sviluppo di patologie cerebrali in modelli animali sperimentali di laboratorio.
"Malattie comuni come il Parkinson, l'Alzheimer e la demenza sono causati in parte dall'accumulo anomalo di alcune proteine nel cervello", ha detto l'autrice senior Dott.ssa Huda Zoghbi, professoressa di genetica molecolare e umana e di pediatria - neurologia e neuroscienze dello sviluppo alla Baylor e direttrice del Jan e Dan Duncan Neurological Research Institute dell'Ospedale dei bambini del Texas. "Alcune proteine diventano tossiche quando si accumulano; rendono vulnerabile il cervello alla degenerazione. La tau è una delle proteine coinvolte nell'Alzheimer e nella demenza".
"Gli scienziati nel settore si sono concentrati soprattutto sulle fasi finali dell'Alzheimer", ha detto il primo autore Dr. Cristian Lasagna-Reeves, borsista post-dottorato nel laboratorio della Zoghbi. "Qui abbiamo cercato di trovare indizi su ciò che accade nelle primissime fasi della malattia, prima che compaiono i sintomi clinici irreversibili, con l'intento di prevenire o ridurre quei primi eventi che portano a cambiamenti devastanti nel cervello nei decenni successivi".
Gli scienziati hanno ragionato che, se potessero trovare un modo per prevenire o ridurre l'accumulo di tau nel cervello, potrebbero svelare nuove possibilità per lo sviluppo di trattamenti farmacologici per queste malattie. Le cellule controllano la quantità delle loro proteine con altre proteine chiamate enzimi. Per capire quali enzimi influenzano l'accumulo della tau, gli scienziati hanno inibito in modo sistematico degli enzimi chiamati chinasi.
"Abbiamo inibito circa 600 chinasi uno per uno e ne abbiamo trovato uno, chiamato Nuak1, la cui inibizione conduce ad una riduzione dei livelli di proteina tau", ha detto la Zoghbi, che è anche ricercatrice all'Howard Hughes Medical Institute. Gli scienziati hanno controllato gli enzimi in due sistemi diversi: colture di cellule umane e nel moscerino della frutta in laboratorio. La selezione nel moscerino della frutta ha permesso agli scienziati di valutare gli effetti dell'inibizione degli enzimi in un sistema nervoso funzionale, in un organismo vivente.
"La selezione di centinaia di chinasi nel modello animale moscerino della frutta è stata fondamentale perché abbiamo potuto valutare la degenerazione causata dalla tau nel sistema nervoso dell'insetto e misurare la disfunzione neuronale. Lo screening di un numero così elevato di sostanze non può essere fatto con altri modelli animali come il topo, e le cellule in coltura non possono modellare funzioni complesse del sistema nervoso", ha detto il co-autore senior Dr Juan Botas, professore di genetica molecolare e umana e di biologia molecolare e cellulare al Baylor.
"Abbiamo trovato un enzima, il Nuak1, la cui inibizione ha portato costantemente a livelli più bassi di tau sia nelle cellule umane che nei moscerini della frutta", ha detto la Zoghbi. "Poi abbiamo applicato questa scoperta a un modello di topo di Alzheimer sperando di vedere una ripetizione dei risultati, ed è successo. Inibire il Nuak1 migliora il comportamento dei topi e impedisce la degenerazione del cervello".
"La conferma in tre sistemi indipendenti - cellule umane, moscerino della frutta e topo - che l'inibizione del Nuak1 riduce la tau e impedisce le anomalie cerebrali indotte dall'accumulo di tau, ci ha convinti che il Nuak1 è un bersaglio potenziale affidabile per i farmaci che puntano a prevenire le malattie come l'Alzheimer", ha detto la Zoghbi. "Il passo successivo è sviluppare farmaci che inibiscono il Nuak1, nella speranza che un giorno saremo in grado di abbassare i livelli di tau, e con bassa tossicità, negli individui a rischio di demenza causata da accumulo di tau".
[...] "Proprio come le persone prendono ora farmaci per abbassare il colesterolo, in futuro potremmo prendere farmaci per mantenere bassi i livelli di tau e prevenire lo sviluppo dell'Alzheimer", ha detto Lasagna-Reeves.
Fonte: Baylor College of Medicine (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Cristian A. Lasagna-Reeves, Maria de Haro, Shuang Hao, Jeehye Park, Maxime W.C. Rousseaux, Ismael Al-Ramahi, Paymaan Jafar-Nejad, Luis Vilanova-Velez, Lauren See, Antonia De Maio, Larissa Nitschke, Zhenyu Wu, Juan C. Troncoso, Thomas F. Westbrook, Jianrong Tang, Juan Botas, Huda Y. Zoghbi. Reduction of Nuak1 Decreases Tau and Reverses Phenotypes in a Tauopathy Mouse Model. Neuron, 2016; 92 (2): 407 DOI: 10.1016/j.neuron.2016.09.022
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