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Nell'Alzheimer i rifiuti cellulari espulsi da un neurone vanno a danneggiare i vicini
Scienziati della Rutgers University dicono che le malattie neurodegenerative come l'Alzheimer e il Parkinson possono essere collegate allo smaltimento di proteine tossiche da parte di cellule cerebrali difettose, che fanno ammalare le cellule vicine.
In uno studio pubblicato su Nature, Monica Driscoll, professore di biologia molecolare e biochimica, e il suo team, hanno scoperto che, anche se i neuroni sani dovrebbero essere in grado di vagliare e liberare le cellule cerebrali dalle proteine tossiche e da strutture cellulari danneggiate senza causare problemi, i dati di laboratorio indicano che questo non sempre avviene.
Questi risultati, secondo la Driscoll, potrebbero avere importanti implicazioni per le malattie neurologiche degli esseri umani e, possibilmente, essere il modo in cui la malattia si diffonde nel cervello. "Di norma il processo di eliminare questa spazzatura è positivo", ha detto Driscoll. "Ma noi pensiamo che nelle malattie neurodegenerative come l'Alzheimer e il Parkinson ci sia una cattiva gestione di questo importante processo, che dovrebbe proteggere i neuroni, ma che, invece, danneggia le cellule vicine".
La Driscoll ha detto che gli scienziati hanno capito come funziona internamente il processo di eliminare le sostanze tossiche cellulari nella cellula, paragonandolo a un tritarifiuti che si sbarazza dei rifiuti, ma non sapevano come le cellule rilasciano l'immondizia all'esterno.
"Quello che abbiamo scoperto potrebbe essere paragonato ad una persona che raccoglie i rifiuti e li mette fuori per il giorno della spazzatura", ha detto la Driscoll. "Egli seleziona attivamente e separa la spazzatura dalla roba buona, ma se quel giorno nessuno la porta via possono esserci problemi reali".
Lavorando con il verme trasparente chiamato C. elegans, simile nella forma molecolare, funzione e genetica agli esseri umani, la Driscoll e il suo team hanno scoperto che i vermi - che hanno una durata di vita di circa tre settimane - hanno un meccanismo esterno di rimozione della spazzatura e che espellono queste proteine tossiche fuori della cellula.
Iliya Melentijevic, studente laureato del laboratorio della Driscoll e primo autore dello studio, ha capito quello che stava accadendo quando ha visto una bolla chiara che si formava fuori della cellula in alcuni dei vermi.
"Nella maggior parte dei casi, non si poteva vedere per lungo tempo, ma in un piccolo numero di casi, era come una nuvola che si accumulava al di fuori del neurone e semplicemente restava lì", ha detto Melentijevic, che ha trascorso tre notti in laboratorio a scattare ogni 15 minuti foto del processo attraverso un microscopio. La ricerca che usa i nematodi ha fornito agli scienziati importanti informazioni sull'invecchiamento, che sarebbero state difficili da ottenere nelle persone e in altri organismi che hanno una vita più lunga.
Nello studio pubblicato di recente, il team della Rutgers ha scoperto che i nematodi progettati per produrre proteine umane di malattie associate all'Huntington e all'Alzheimer, emettono più spazzatura formata da questi materiali tossici neurodegenerativi. Anche se le cellule vicine degradano parte del materiale, le cellule più distanti spazzano altre porzioni delle proteine malate.
"Queste scoperte sono significative", ha detto la Driscoll. "Il lavoro in piccolo verme può aprire la porta ad approcci così necessari per affrontare la neurodegenerazione e malattie come l'Alzheimer e il Parkinson".
Fonte: Rutgers University via EurekAlert! (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Ilija Melentijevic, Marton L. Toth, Meghan L. Arnold, Ryan J. Guasp, Girish Harinath, Ken C. Nguyen, Daniel Taub, J. Alex Parker, Christian Neri, Christopher V. Gabel, David H. Hall, Monica Driscoll. C. elegans neurons jettison protein aggregates and mitochondria under neurotoxic stress. Nature, 2017; DOI: 10.1038/nature21362
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