Ricerche

Nuova struttura proteica potrebbe aiutare a curare l'Alzheimer

Nuova struttura proteica potrebbe aiutare a curare l'AlzheimerUna proteina anomala, a sinistra, viene intercettata da composti della UW che possono legarsi alla proteina tossica e neutralizzarla, come si vede a destra. (Fonte: U of Washington)Non esiste una cura per l'Alzheimer e le altre forme di demenza, ma la comunità di ricerca è ad un passo dal trovare un trattamento.


Bioingegneri della University of Washington hanno progettato una struttura peptide che può fermare la trasformazione dannosa delle proteine ​​normali del corpo in uno stato legato a malattie diffuse come l'Alzheimer, il Parkinson, le malattie cardiache, il diabete di tipo 2 e il morbo di Lou Gehrig.


La molecola sintetica blocca queste proteine quando passano dal loro stato normale alla forma piegata anormalmente, puntando una fase tossica intermedia. La scoperta di un bloccante proteico potrebbe portare al modo di diagnosticare e curare anche una grande fetta di malattie che sono difficili da definire e raramente hanno una cura.


"Se si potrà veramente catturare e neutralizzare la versione tossica di queste proteine, allora non si avranno ulteriori danni nel corpo", ha detto l'autore senior Valerie Daggett, professore di bioingegneria della UW. "Quello che è critico in tutto questo, che non è mai stato fatto prima, è che una singola sequenza peptidica deve funzionare contro le versioni tossiche di un certo numero di differenti proteine ​​amiloidi e peptidi, indipendentemente dalla loro sequenza amminoacidica o dalle strutture 3-D normali". I risultati sono stati pubblicati online questo mese sulla rivista eLife.

Nuova struttura proteica potrebbe aiutare a curare l'AlzheimerStruttura proteica a "foglio alpha" progettata della UW. (Fonte: U of Washington)
Più di 40 malattie conosciute come amiloidosi (l'Alzheimer, il Parkinson e l'artrite reumatoide sono alcune) sono legate all'accumulo di proteine ​​dopo che sono passate dalla loro forma normalmente ripiegata in forma biologicamente attiva, a dei depositi raggruppati piegati in modo anomalo, chiamati fibrille e placche. Questo avviene, fino ad un certo punto naturalmente, con l'avanzare dell'età: il nostro corpo non scompone più le proteine così velocemente come dovrebbe, provocando concentrazioni più elevate in alcune parti del corpo.


Ogni malattia amiloide ha una proteina o una struttura peptidica unica piegata anormalmente, ma spesso queste malattie sono mal diagnosticate perché i sintomi possono essere simili e si può individuare quale proteina è presente solo dopo la morte, con un'autopsia. Come risultato, molte demenze sono diffusamente diagnosticate come Alzheimer senza prove definitive, e altre malattie possono essere non diagnosticate e non trattate.


La struttura molecolare di una proteina amiloide può essere diversa solo leggermente da una proteina normale e può trasformarsi in uno stato tossico abbastanza facilmente, motivo per cui le malattie amiloidi sono così diffuse. I ricercatori hanno costruito una struttura proteica, chiamata "foglio alfa", che integra la struttura tossica delle proteine ​​amiloidi scoperta con simulazioni al computer. Il foglio alfa attacca efficacemente lo stato intermedio tossico che la proteina attraversa quando passa da normale ad anormale.


Le strutture possono essere personalizzate ulteriormente per legarsi con specificità alle proteine ​​di alcune malattie, fatto che potrebbe essere utile per terapie specifiche. I ricercatori sperano che i loro composti progettati possano essere usati per diagnosticare le malattie amiloidi e come farmaci per curare le malattie o almeno rallentarne la progressione.

"Per esempio, i pazienti potrebbero ricevere un ampio test iniziale per vedere se hanno una malattia amiloide e poi uno più approfondito per determinare quali proteine sono presenti e identificare la malattia specifica", ha detto Daggett.

 Nuova struttura proteica potrebbe aiutare a curare l'Alzheimer In questo schema una proteina normale comincia a convertirsi in uno stato tossico intermedio (in alto al centro). Il composto della UW può legare le specie tossiche e neutralizzarle (in basso al centro), impedendo la formazione di fibrille amiloidi. (Fonte: U of Washington)

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Il team di ricerca comprende Gene Hopping, Jackson Kellock e James Bryers, bioingegneri della UW, Gabriele Varani e Ravi Pratap Barnwal, chimici della UW; Peter Law, ex studente laureato della UW; e Byron Caughey dei Rocky Mountain Laboratories dei National Institutes of Health.

Lavorando con il Center for Commercialization della UW, hanno ottenuto un brevetto su uno dei composti ed hanno presentato una domanda per brevettare l'intera classe di composti correlati.

Questa ricerca è iniziata una decina di anni fa nel laboratorio di Daggett quando un ex studente laureato, Roger Armen, ha scoperto per primo questa nuova struttura secondaria attraverso simulazioni al computer. La squadra di Daggett è riuscita a dimostrare la sua validità negli ultimi anni attraverso la progettazione di composti stabili e testando la loro capacità di legare versioni tossiche di diverse proteine ​​amiloidi in laboratorio.

La ricerca è stata finanziata dai National Institutes of Health, dalla National Science Foundation, dalla Wallace H. Coulter Foundation e dal Coins for Alzheimer’s Research Trust.

 

 

 

 

 


Fonte:  Michelle Ma in University of Washington  (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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