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Proteina prionica normale regola il metabolismo del ferro

Ricercatori della School of Medicine della Case Western Reserve University hanno scoperto che una delle cause probabili della morte cellulare nella malattia di Creutzfeldt-Jakob (CJD) è uno squilibrio di ferro causato da grumi di proteine prioniche nel cervello.

La svolta segue la scoperta che anche alcune proteine presenti nel cervello di pazienti di Alzheimer e Parkinson regolano il ferro. I risultati suggeriscono che la neurotossicità provocata dalla forma di ferro, chiamata ferro redox-attivo, può essere una caratteristica delle condizioni neurodegenerative in tutte e tre le malattie, dicono i ricercatori.


Inoltre, il ruolo della proteina prionica normale chiamata PrPc nel metabolismo del ferro può fornire un obiettivo per strategie che mantengano l'equilibrio del ferro e riducano la neurotossicità indotta dal ferro nei pazienti di CJD, una malattia degenerativa rara per cui non esiste ancora una cura. I ricercatori riferiscono che la mancanza di PrPC ostacola l'assorbimento e lo stoccaggio del ferro e altri risultati sono ora nell'edizione online del Journal of Alzheimer.


Neena Singh"Ci sono molti scettici che pensano che il ferro sia uno spettatore o un prodotto finale della morte neuronale e che non abbia alcun ruolo da svolgere nelle condizioni neurodegenerative", scrive Neena Singh (foto), professoressa di patologia e neurologia alla Case Western Reserve e autorice senior dello studio. "Non stiamo dicendo che lo squilibrio di ferro sia l'unica causa, ma l'incapacità di mantenere stabile il livello di ferro nel cervello sembra contribuire in modo significativo alla morte neuronale".


I prioni sono forme misfolded [=mal ripiegate] di PrPC, che sono infettivi ed agenti causanti la CJD. La PrPc è la forma normale presente in tutti i tessuti, compreso il cervello e funge da "ferrireductase", aiuta cioè a convertire ferro ossidato in una forma assorbibile e utilizzabile dalle cellule, dimostrano gli scienziati.


Nella loro indagine, i modelli murini che mancavano di PrPC avevano carenza di ferro. Integrando la loro dieta con un eccesso di ferro inorganico, sono stati ripristinati i livelli normali di ferro nel corpo. Quando sono stati interrotti gli integratori, i topi sono tornati ad essere carenti di ferro. L'esame dei percorsi del metabolismo del ferro ha mostrato che la mancanza di PrPC deteriora assorbimento e stoccaggio del ferro, e i meccanismi alternativi dell'assorbimento del ferro non sono riusciti a compensare la carenza.

Le cellule hanno un sistema di regolamentazione stretta dell'assorbimento, lo stoccaggio e il rilascio del ferro. La PrPC è un elemento essenziale in questo processo, e la sua aggregazione nella CJD provoca probabilmente un ambiente squilibrato di ferro che è dannoso per le cellule neuronali, spiega la Singh. E' probabile che, con il progredire della CJD e la formazione da parte della PrPC di aggregati insolubili, la perdita della funzione ferrireductase combinata con l'isolamento del ferro negli aggregati prionici, conduca ad insufficienza di ferro nel cervello dei malati, creando un ambiente potenzialmente tossico, come riportato in precedenza da questo gruppo e presentato in Nature Journal club.


Di recente, i membri del team di ricerca della Singh hanno anche contribuito ad identificare un test altamente accurato per confermare la presenza di CJD nei malati viventi. Hanno scoperto che lo squilibrio del ferro nel cervello si esplicita in una specifica modifica dei livelli di proteine che gestiscono il ferro, diverse dalle PrPc, nel fluido cerebrospinale. I ricercatori hanno riferito in Antioxidant & Redox Signaling, lo scorso mese online, che il fluido può essere prelevato per diagnosticare la malattia con l' 88,9 per cento di precisione.


La Singh sta ora studiando come funzionano le proteine prioniche nel convertire il ferro ossidato in una forma utilizzabile. Stanno anche valutando il ruolo della proteina prionica nel metabolismo cerebrale del ferro, e se lo squilibrio di ferro osservato in casi di CJD, Alzheimer e Parkinson sia riflesso nel fluido cerebrospinale. Un cambiamento specifico nel fluido potrebbe fornire un test diagnostico, specifico per malattia, per questi disturbi.

 

 

 

 

 


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Fonte: Case Western Reserve University, via EurekAlert!, a service of AAAS.

Pubblicato in Science Daily il 13 Marzo 2013 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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