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Ricerche

Infezioni virali potrebbero promuovere una neurodegenerazione, come l'Alzheimer

Alcune malattie virali potrebbero contribuire alla neurodegenerazione. I ricercatori del Centro Tedesco Malattie Neurodegenerative (DZNE) segnalano questo nella rivista scientifica Nature Communications.

brain connections disrupted by viral species

La loro valutazione si basa su esperimenti di laboratorio in cui sono riusciti a dimostrare che alcune molecole virali facilitano la diffusione intercellulare degli aggregati proteici che sono caratteristiche delle malattie cerebrali, come il morbo di Alzheimer (MA). Questi risultati possono fornire indizi sul modo in cui le infezioni virali acute o croniche possono contribuire alla neurodegenerazione.


Gli aggregati di proteine ​​mal ripiegate, presenti nelle cosiddette malattie da prioni, come la Creutzfeldt-Jakob (malattia della mucca pazza), hanno la capacità di passare da una cellula all'altra, dove trasferiscono la loro forma anormale alle proteine ​​dello stesso tipo. Di conseguenza, la malattia si diffonde attraverso il cervello.


Un fenomeno simile è discusso per il MA e per il Parkinson, che mostrano anch'essi insiemi di proteine ​​mal ripiegate. La trasmissione di aggregati potrebbe comportare un contatto diretto cellula-cellula, il rilascio di aggregati 'nudi' nello spazio extracellulare o includersi nelle vescicole, che sono piccole bolle circondate da una busta lipidica, secrete per la comunicazione tra le cellule.


Ina Vorberg, capo di un gruppo di ricerca nel sito di Bonn del DZNE e prof.ssa dell'Università di Bonn, afferma:

"I meccanismi precisi della trasmissione sono sconosciuti. Tuttavia, è un'ipotesi ovvia che lo scambio aggregato, sia da contatto cellulare diretto che tramite le vescicole, dipenda dalle interazioni dei recettori ligandi. Questo perché in entrambi gli scenari, le membrane devono essere a contatto e fondersi. Questo è facilitato quando i ligandi sono presenti e si legano ai recettori sulla superficie cellulare, inducendo quindi la fusione delle due membrane".

 

Esperimenti con colture cellulari

Sulla base di questa ipotesi, il team della Vorberg, con il sostegno dei colleghi del DZNE di Monaco di Baviera e di Tübinga, nonché di scienziati belgi, ha eseguito una vasta serie di studi con diverse culture cellulari. In tal modo, hanno studiato il trasferimento intercellulare di prioni o di aggregati delle proteine ​tau, che sono presenti in forma simile nelle malattie da prioni o nel MA e in altre 'taupatie'.


Mimando cosa succede a causa dell'infezione virale, i ricercatori hanno indotto le cellule a produrre proteine ​​virali che mediano il legame della cellula puntata e la fusione della membrana. Sono state scelte due proteine ​come esempi primari: SARS-COV-2 proteina spike S, che deriva dal virus che causa il COVID-19, e il virus della stomatite vescicolare, la glicoproteina VSV-G, presente in un agente patogeno che infetta bovini e altri animali.


Inoltre, le cellule hanno espresso recettori per queste proteine ​​virali, vale a dire la famiglia del recettore LDL, che agiscono come moli di aggancio per VSV-G e ACE2 umano, il recettore della proteina spike.

 

I ligandi facilitano la diffusione aggregata

La Vorberg spiega:

"Abbiamo potuto dimostrare che le proteine ​​virali sono incorporate sia nella membrana cellulare che nelle vescicole extracellulari. La loro presenza ha aumentato l'aggregazione proteica che si diffonde tra le cellule, sia per contatto cellulare diretto che dalle vescicole extracellulari.

"I ligandi virali mediano un trasferimento effettivo di aggregati nelle cellule riceventi, dove hanno indotto nuovi aggregati. I ligandi agiscono come chiavi che sbloccano le cellule riceventi e quindi si intrufolano nel carico pericoloso.

"Certamente, i nostri modelli cellulari non replicano i molti aspetti del cervello con i suoi tipi di cellule molto specializzati. Tuttavia, indipendentemente dal tipo di cellula testato che produce gli aggregati patologici, la presenza di ligandi virali ha chiaramente aumentato la diffusione di proteine ​​mal ripiegate alle altre cellule.

"Tutto sommato, i nostri dati suggeriscono che le interazioni ligando virale-recettore possono influenzare il principio della trasmissione di proteine ​​patologiche. Questa è una nuova scoperta".

 

Effetti potenziali sulla neurodegenerazione

E la Vorberg  conclude:

"Il cervello dei pazienti affetti da malattie neurodegenerative a volte contengono determinati virus, che sono sospettati di causare infiammazione o di avere un effetto tossico, accelerando così la neurodegenerazione. Tuttavia, le proteine ​​virali potrebbero anche agire in modo diverso: potrebbero aumentare la diffusione intercellulare degli aggregati proteici nelle malattie neurodegenerative già in corso, come il MA.

"Certo, questo ha bisogno di ulteriori studi con virus neurotropici. Chiaramente, l'impatto delle infezioni virali sulle malattie neurodegenerative merita indagine approfondita".

 

 

 


Fonte: DZNE - German Center for Neurodegenerative Diseases (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Shu Liu, André Hossinger, Stefanie-Elisabeth Heumüller, Annika Hornberger, Oleksandra Buravlova, Katerina Konstantoulea, Stephan Müller, Lydia Paulsen, Frederic Rousseau, Joost Schymkowitz, Stefan Lichtenthaler, Manuela Neumann, Philip Denner, Ina Vorberg. Highly efficient intercellular spreading of protein misfolding mediated by viral ligand-receptor interactions. Nature Communications, 2021, DOI

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