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La membrana delle cellule è cruciale per sviluppare trattamenti anti-Alzheimer
Delle parti sottili delle membrane cellulari dei neuroni risultano essere particolarmente vulnerabili ad una proteina che si raccoglie nel cervello delle persone con Alzheimer, secondo un ricercatore della University of Michigan.
La scoperta potrebbe aprire una strada allo sviluppo di terapie per la malattia, che funzionano all'interno della membrana della cellula.
La proteina amiloide-beta si accumula nel cervello di persone con Alzheimer, aggregandosi infine in grumi appiccicosi, le placche, sulla superficie dei neuroni. Ayyalusamy Ramamoorthy, professore di Chimica e Biofisica e ricercatore della UM, ha scoperto che le parti più sottili delle membrane neuronali offrono punti di accesso all'amiloide-beta, permettendo alla proteina di forare e uccidere quelle cellule, e distruggendo la capacità del paziente di produrre e conservare la memoria. Questo tipo di accumulo è coinvolto anche in altri disturbi come la corea di Huntington e il diabete di tipo 2.
Questi punti sottili sono costituiti da catene corte di acidi grassi mentre le parti più spesse della membrana sono costituite da catene lunghe di acidi grassi. Il gruppo di ricerca ritiene che la formazione di lipidi con catene brevi, causata dall'invecchiamento o da altri mezzi fisiologici che provocano l'Alzheimer, può promuovere la morte cellulare dall'accumulo di amiloide-beta.
"Stiamo cercando di capire come i componenti della membrana cellulare e le proprietà fisiche e chimiche della membrana lipidica possano influenzare l'aggregazione di amiloide-beta per mezzo di varie tecniche biofisiche", ha detto Ramamoorthy. "Lo spessore delle membrane cellulari è molto importante non solo per l'Alzheimer, ma anche per il diabete e per altre malattie legate all'invecchiamento".
Il gruppo ha studiato tre tipi di lipidi con vari spessori. Le membrane lipidiche più spesse, che sono composte da catene più lunghe di acidi grassi, sembravano attrarre e promuovere la crescita della placca. La membrana sottile agisce a volte da lipide e, talvolta, come detergente, dice Ramamoorthy.
I ricercatori hanno scoperto che le catene di acidi grassi tipo detergente interagiscono con la placca, permettendole di penetrare nella membrana cellulare. Una tecnica chiamata risonanza magnetica nucleare a fosforo-31, che può rivelare i dettagli a livello atomico entro bistrati, come quando si usa una macchina di risonanza magnetica per osservare i tessuti del corpo umano, ha permesso ai ricercatori di esaminare come la raccolta di amiloide-beta nella membrana più sottile frammenta la membrana cellulare.
Lo studio è stato fatto in quello che è chiamato un doppio strato fosfolipidico, che consiste di due strati di lipidi. Questi strati sono costituiti dalle fasi idrofobica (che odia l'acqua) e idrofilica (amante dell'acqua) e che sembrano simili ad una miscela di olio e acqua. Questo doppio strato lipidico replica le membrane cellulari presenti nei neuroni. Per misurare la tossicità dell'amiloide-beta, i ricercatori hanno utilizzato cellule neuronali.
"Molti altri laboratori stanno studiando l'inibizione dell'amiloide attraverso piccole molecole in soluzione, ma noi lo stiamo facendo in un ambiente di membrana. Dal nostro studio è chiaro che la membrana cellulare è il punto caldo dove l'amiloide-beta impazzisce", ha detto Ramamoorthy. "La membrana cellulare sicuramente non è come un filtro da caffè che filtra gli eventi biologici, ma è piuttosto il luogo in cui avviene una pletora di azioni biologiche".
Attualmente, il team di Ramamoorthy sta selezionando librerie di piccoli composti molecolari che potrebbero puntare l'aggregazione dell'amiloide-beta all'interno della membrana cellulare di una persona. "Questi risultati potrebbero essere significativi per lo sviluppo potenziale di composti per trattare le malattie legate all'invecchiamento", ha detto.
Fonte: Morgan Sherburne in University of Michigan (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Kyle J. Korshavn, Cristina Satriano, Yuxi Lin, Rongchun Zhang, Mark Dulchavsky, Anirban Bhunia, Magdalena I. Ivanova, Young-Ho Lee, Carmelo La Rosa, Mi Hee Lim, Ayyalusamy Ramamoorthy. Reduced Lipid Bilayer Thickness Regulates the Aggregation and Cytotoxicity of Amyloid-β. The Journal of Biological Chemistry, 292, 4638-4650. March 17, 2017. doi: 10.1074/jbc.M116.764092
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