Una nuova ipotesi è stata sviluppata da ricercatori di Bochum (Germania) sul modo in cui potrebbe iniziare l'Alzheimer, e l'hanno fatto analizzando l'interazione delle proteine Fe65 e BLM che regolano la divisione cellulare.
Nel modello di coltura cellulare, hanno scoperto strutture sferiche nel nucleo che contiene Fe65 e BLM. L'interazione tra le proteine ha innescato un segnale errato della divisione cellulare. Questo potrebbe spiegare la degenerazione e la morte delle cellule nervose nei pazienti di Alzheimer.
Strutture sferiche nel nucleo cellulare: l'immagine al microscopio a fluorescenza mostra diverse cellule coltivate in laboratorio. Nel nucleo (in questo caso di colore blu), la proteina Fe65 è fusa con altre proteine come la BLM formando le strutture sferiche che si vedono in giallo. In rosso il citoscheletro della cellula, una maglia molto flessibile nel citoplasma, formato da proteine. (Credit: © Thorsten Müller) |
Il team guidato dal Dr. Thorsten Müller e dal Prof. Dr. Katrin Marcus del Dipartimento di Proteomica Funzionale, in collaborazione con il Centro Proteoma Medico della RUB diretto dal Prof. Helmut E. Meyer ha riferito i risultati sul Journal of Cell Science.
Identificati i componenti delle strutture sferiche nel nucleo
La cosiddetta proteina precursore dell'amiloide (APP) è fondamentale per l'Alzheimer. Si estende nella membrana cellulare, e i suoi prodotti di scarto sono collegati ai depositi proteici che si formano nei pazienti di Alzheimer fuori delle cellule nervose.
L'APP ancora la proteina Fe65 alla membrana; questa caratteristica era al centro di questo studio. La Fe65 può migrare dentro nel nucleo, in cui svolge un ruolo nella replicazione e riparazione del DNA. Usando cellule cresciute in laboratorio, il team guidato dal dottor Müller ha stabilito che la Fe65 può unirsi con altre proteine nel nucleo della cellula a formare strutture sferiche, le cosiddette "sfere nucleari".
La video-microscopia mostra che queste strutture anulari si fondono una con l'altra e così possono crescere. "Con uno speciale modello di coltura cellulare, siamo riusciti ad identificare i componenti aggiuntivi di queste sfere", afferma Andreas Schrötter, dottorando nel gruppo di lavoro Morbus Alzheimer all'Istituto di Proteomica Funzionale. Tra altre cose, gli scienziati hanno trovato la proteina BLM, nota nella sindrome di Bloom, una malattia ereditaria estremamente rara, associata a nanismo, immunodeficienza, e un maggiore rischio di cancro. La BLM è coinvolta nella replicazione e riparazione del DNA nel nucleo.
La quantità di Fe65 determina la quantità di BLM nel nucleo della cellula
Il team di Müller ha dato uno sguardo più da vicino alla funzione della Fe65. Mediante la manipolazione genetica, i ricercatori hanno generato colture cellulari con presenza ridotta di Fe65. Una quantità minore di Fe65 ha così generato una quantità minore di proteina BLM nel nucleo. La BLM si è invece raccolta in un'altra area della cella, il reticolo endoplasmatico.
Inoltre, i ricercatori hanno trovato un tasso inferiore di replicazione del DNA nelle cellule modificate geneticamente. In questo modo, la Fe65 influenza la replicazione del materiale genetico tramite la proteina BLM. Quando i ricercatori hanno riportato la produzione di Fe65 a quella orginaria, anche la quantità di BLM nel nucleo è nuovamente aumentata.
L'Fe65 è un innesco possibile dell'Alzheimer
Nei pazienti con Alzheimer la proteina APP (un partner di interazione del Fe65) cambia. L'interazione delle due molecole è importante per il trasporto di Fe65 nel nucleo, dove regola la divisione cellulare in combinazione con la BLM. Il gruppo di Müller ipotizza che l'interazione APP-Fe65 alterata mandi per errore alle cellule il segnale di dividersi. Dato che le cellule nervose normalmente non possono dividersi, in questo modo degenerano e muoiono.
"Questa ipotesi, che perseguiamo nel gruppo di lavoro Morbus Alzheimer, offre anche nuovi spunti di partenza per potenziali terapie, che sono richieste con urgenza per l'Alzheimer", dice il Dott. Mueller. In futuro, il gruppo valuterà anche se, e in che modo, la quantità di BLM è alterata nei pazienti con Alzheimer rispetto ai soggetti sani.
Fonte: Ruhr-Universitaet-Bochum, via AlphaGalileo.
Riferimento: A. Schrotter, T. Mastalski, FM Nensa, M. Neumann, C. Loosse, K. Pfeiffer, FE Magraoui, HW Platta, R. Erdmann, C. Theiss, J. Uszkoreit, M. Eisenacher, HE Meyer, K. Marcus, T. Muller. FE65 regulates and interacts with the Bloom syndrome protein in dynamic nuclear spheres - potential relevance to Alzheimer's disease. Journal of Cell Science, 2013; DOI: 10.1242/jcs.121004.
Pubblicato in Science Daily il 11 Aprile 2013 - Traduzione di Franco Pellizzari.
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