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Ciceroni non funzionanti: la causa comune alla radice di Alzheimer e altre neurodegenerazioni
Herman ten Kate, 'The Chaperone' (il Cicerone), olio su tela 15x19 (Fonte: Wikipedia)
La perdita della funzione motoria e dell'acutezza mentale associata alla malattia di Huntington potrebbe essere curabile ripristinando un processo cellulare di controllo della qualità, che i ricercatori della Duke University hanno identificato come un fattore chiave della malattia degenerativa.
L'Huntington è una malattia ereditaria che provoca la graduale erosione delle cellule nervose, on conseguente deterioramento e morte. Essa colpisce circa una persona su 10.000 negli Stati Uniti e non ha una cura.
Come altre malattie neurodegenerative, tipo l'Alzheimer e il Parkinson, l'Huntington insorge quando alcune molecole proteiche non riescono a piegarsi nella forma strutturale richiesta per la loro funzione. Queste proteine mal ripiegate si moltiplicano e diventano tossiche per le cellule nervose che controllano il movimento e il pensiero.
Con lo studio pubblicato online il 13 febbraio sulla rivista Nature Communications, i ricercatori della Duke University hanno esaminato ciò che provoca il fallimento del processo cellulare che di solito ripara o scarta queste proteine mal ripiegate.
"Di norma, quando le proteine si ripiegano male, le cellule hanno un meccanismo per far fronte", ha detto l'autore senior Dennis Thiele PhD, professore del Dipartimento di Farmacologia e di Biologia del Cancro. "Questi meccanismi di controllo di qualità sono in grado di stimolare le proteine perché tornino alla loro normale forma tridimensionale, o, se il danno è troppo esteso, le marcano per essere rimosse dal sistema di smaltimento dei rifiuti cellulari. Nell'Huntington, nulla di ciò accade".
Thiele e colleghi hanno condotto esperimenti usando la genetica del lievito, la biochimica, lo screening chimico biologico, modelli di topo e cellule staminali da pazienti con la malattia. Hanno trovato una spiegazione biochimica della ragione per cui il processo di controllo di qualità si corrompe nella malattia di Huntington.
Si sono concentrati sulle proteine specializzate chiamate chaperoni [ciceroni, guide], dei collaboratori che convincono le proteine mal ripiegate a tornare nelle loro conformazioni corrette. Le proteine chaperoni sono anormalmente scarse nelle persone con Huntington, ma fino ad ora non si conosceva la causa di quella scarsità.
Il team della Duke ha scoperto che nell'Huntington il controllo principale della produzione dei chaperoni, chiamato HSF1, è distrutto, a causa della presenza di livelli anormalmente elevati di un modificatore chimico chiamato CK2. Il risultato è che i neuroni muoiono a causa della loro incapacità di produrre livelli sufficienti di ciceroni benefici.
"Abbiamo dimostrato che si può ristabilire l'abbondanza di proteine chaperoni inibendo chimicamente il CK2 in un modello cellulare dell'Huntington, o abbassando geneticamente i livelli di chinasi CK2 nel topo modello della malattia", ha detto Thiele. "In entrambi i casi, abbiamo visto un notevole aumento del numero di neuroni sani e abbiamo impedito l'atrofia muscolare che accompagna l'Huntington".
Con più neuroni funzionanti, ha detto, diminuiscono i tratti distintivi dell'Huntington. Thiele ha detto che ci sono farmaci sperimentali potenziali che potrebbero ritardare o impedire i processi cellulari che causano la neurodegenerazione del morbo di Huntington, e potrebbero essere testati anche per l'Alzheimer e il Parkinson, e in altre malattie simili.
Ma ha detto che sono necessari altri studi pre-clinici per esplorare quelle sostanze chimiche e per fare più luce sugli eventi cellulari coinvolti.
Fonte: Duke University (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Rocio Gomez-Pastor, Eileen T. Burchfiel, Daniel W. Neef, Alex M. Jaeger, Elisa Cabiscol, Spencer U. McKinstry, Argenia Doss, Alejandro Aballay, Donald C. Lo, Sergey S. Akimov, Christopher A. Ross, Cagla Eroglu, Dennis J. Thiele. Abnormal degradation of the neuronal stress-protective transcription factor HSF1 in Huntington’s disease. Nature Communications, 2017; 8: 14405 DOI: 10.1038/ncomms14405
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