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Sviluppate molecole che impediscono l'aggregazione dell'amiloide
Un neurone con placche di amiloide. (Foto: Juan Gärtner / Fotolia)
Quando le proteine cambiano la loro struttura e si aggregano, può verificarsi la formazione di fibrille amiloidi e placche. Tali processi di 'misfolding' [=errata ripiegatura] e 'aggregazione proteica' danneggiano le cellule e causano malattie come l'Alzheimer e il diabete di tipo 2.
Un team di scienziati dell'Università Tecnica di Monaco (TUM), guidato dal professor Aphrodite Kapurniotu, ha ora sviluppato molecole che sopprimono l'aggregazione proteica e potrebbero aprire la strada a nuovi trattamenti per combattere l'Alzheimer, il diabete di tipo 2 e altre malattie da degenerazione di cellule.
Gli scienziati hanno progettato e studiato 16 diverse molecole peptidiche per scoprire quali possono impedire l'aggregazione delle proteine amiloide-beta (Aß) e amilina (islet amyloid polypeptide - IAPP), che sono associate all'Alzheimer e al diabete di tipo 2.
Le molecole sono state progettate sulla base dei lavori scientifici che dimostrano che le proteine Aß e IAPP interagiscono tra loro, e che questa 'interazione intra-amiloide' sopprime la loro aggregazione.
I ricercatori hanno selezionato brevi sequenze della proteina IAPP che corrispondono alle regioni chiave coinvolte nell'interazione con le proteine di Alzheimer. Questi 'segmenti caldi' sono stati poi collegati chimicamente tra loro usando segmenti peptidici specifici come 'collegamenti' per simulare e ottimizzare la superficie di interazione intra-amiloide IAPP.
Potenti inibitori bloccano le proteine amiloidi patologicamente rilevanti nell'Alzheimer e nel diabete
Il lavoro svolto dal team del professor Kapurniotu della Facoltà di Scienze della Vita della TUM, insieme ai ricercatori guidati dal professor Bernd Reif del Dipartimento di Chimica e dal professor Gerhard Rammes del Dipartimento di Anestesiologia, ha individuato tra le molecole progettate diversi potenti inibitori di aggregazione proteica.
Tre delle nuove molecole peptidiche sopprimono l'aggregazione citotossica sia dell'Aß di Alzheimer che della IAPP del diabete di tipo 2. Altri quattro peptidi progettati hanno evidenziato una inibizione selettiva dell'auto-associazione di Aß, mentre uno ha mostrato l'inibizione selettiva dell'aggregazione della IAPP.
I risultati rivelano il filone di una nuova classe di peptidi che bloccano il misfolding e l'aggregazione di proteine amiloidi patologicamente rilevanti nell'Alzheimer e nel diabete di tipo 2, che potrebbero, in linea di principio, essere adatti per lo sviluppo di terapie.
Inoltre, il concetto di progettazione dell'inibitore qui sviluppato potrebbe trovare applicazione nella progettazione di molecole che inibiscono le interazioni patologiche di altre proteine.
I risultati degli studi di questa ricerca sono stati appena pubblicati sulla rivista Angewandte Chemie. Ulteriori studi sono in corso per valutare la potenziale applicabilità medicinale di questi risultati di 'provetta' e valutare la possibilità di applicare il concetto di progettazione dell'inibitore anche ad altre proteine.
Fonte: Technical University of Munich (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Erika Andreetto, Eleni Malideli, Li-Mei Yan, Michael Kracklauer, Karine Farbiarz, Marianna Tatarek-Nossol, Gerhard Rammes, Elke Prade, Tatjana Neumüller, Andrea Caporale, Anna Spanopoulou, Maria Bakou, Bernd Reif, Aphrodite Kapurniotu. A Hot-Segment-Based Approach for the Design of Cross-Amyloid Interaction Surface Mimics as Inhibitors of Amyloid Self-Assembly. Angewandte Chemie International Edition, 2015; DOI: 10.1002/anie.201504973
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