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Le placche dell'Alzheimer colpiscono le varie cellule cerebrali in modo diverso
Nelle cellule nervose, domina la forma immatura delle fibrille amiloide-beta (strutture a forma di anello in giallo) mentre le cellule gliali formano la struttura più matura (strutture appuntite in giallo e strutture ciano). Fonte: Maria Jonson, Linköpings universitet
L'amiloide-beta, una proteina legata al morbo di Alzheimer (MA), ha proprietà diverse nei vari tipi di cellule nel cervello dei moscerini della frutta. Questa è la conclusione di uno studio condotto dai ricercatori della Linköping University. Anche se l'amiloide-beta è altamente tossica per le cellule nervose, sembra che alcuni altri tipi di cellule non siano quasi del tutto danneggiati dagli aggregati della proteina.
Lo studio, che è stato pubblicato su Cell Chemical Biology, descrive il lavoro dei ricercatori svedesi sulla sensibilità di diverse cellule nel cervello per una delle proteine strettamente associate al MA. Nella fase avanzata della malattia, un numero enorme di cellule nervose nel cervello è morto.
Le ricerche si focalizzano da molto tempo sul processo mediante il quale le cellule nervose sono danneggiate da forme mal ripiegate della proteina amiloide-beta. Queste forme si formano e alla fine formano placche nel cervello. Ma le forme erroneamente piegate di amiloide-beta non si accumulano solo nelle cellule nervose.
I depositi di amiloide si trovano anche nei vasi sanguigni del cervello, nella retina e nelle cosiddette cellule gliali. Queste ultime hanno varie funzioni di supporto nel cervello, e non è chiaro se hanno un ruolo nello sviluppo della malattia. Per questo motivo, i ricercatori hanno voluto studiare se l'amiloide-beta si può formare in questi tipi diversi di cellule e se è più tossica per altre cellule rispetto alle cellule nervose.
Per fare il loro lavoro, i ricercatori hanno usato moscerini della frutta (Drosophila melanogaster). Questi sono ampiamente impiegati nella ricerca per comprendere lo sviluppo e le malattie neuronali, incluso il MA. Hanno usato moscerini della frutta che erano stati modificati, in modo tale da avere cellule con livelli alti di amiloide-beta umana 1-42, che è la più dannosa delle due varianti più comuni.
I ricercatori sono riusciti a controllare quali cellule esprimevano l'amiloide e le hanno confrontate con quelle di moscerini in cui era espressa in tipi diversi di cellule. Il gruppo aveva dimostrato in precedenza che maggiore era la quantità di aggregato amiloide presente nelle cellule nervose, più grave era la malattia dei moscerini.
"In questo studio abbiamo invece espresso l'amiloide-beta 1-42 nelle cellule gliali e abbiamo osservato che enormi quantità di aggregato si accumulavano attorno a queste cellule. I moscerini, tuttavia, non erano colpiti dalla malattia; ne erano affetti fino a un certo punto, in confronto ai gruppi di controllo, ma in nessun caso così tanto come i moscerini con amiloide-beta nelle cellule nervose. Questa è stata una grande sorpresa", dice Maria Jonson, ricercatrice del Dipartimento di Fisica, Chimica e Biologia e prima autrice dello studio.
I ricercatori si sono chiesti perché l'amiloide non ha danneggiato le cellule gliali allo stesso modo delle cellule nervose, e quindi hanno studiato la struttura dell'aggregato in dettaglio. L'amiloide-beta con ripiegamento difettoso può essere prodotta in varie forme e queste sono classificate, tra le altre cose, dal grado di maturità.
L'amiloide matura appare al microscopio come dei sottili fili stretti, quasi come un fascio di spaghetti crudi. Quando è immatura, assomiglia più a spaghetti cotti e forma dei grovigli. Studi precedenti dei ricercatori su topi e umani hanno dimostrato che possono essere presenti entrambe le forme, ma questa è la prima volta che si vede che la degradazione neuronale è legata alla struttura dell'amiloide.
"Abbiamo notato che le cellule gliali sembrano produrre la forma matura e meno dannosa dell'amiloide-beta, mentre i neuroni non possono farlo. L'amiloide finisce fuori dalle cellule gliali come fasci di fibre, mentre la stessa proteina nella sua forma immatura rimane bloccata all'interno dei neuroni, e questo solleva la questione, naturalmente, del meccanismo molecolare che sta dietro l'alta tossicità della amiloide-beta per i neuroni, mentre le cellule gliali possono sopravvivere anche con alti livelli, almeno nei moscerini della frutta", dice Per Hammarström, professore nel Dipartimento di Fisica, Chimica e Biologia, e autore senior dello studio.
Un vantaggio importante dell'utilizzo di moscerini della frutta come modello sperimentale, piuttosto che i topi, è che alti livelli dell'aggregato amiloide-beta nei moscerini porta alla neurodegenerazione e a una durata di vita notevolmente più breve, che è quanto succede negli esseri umani. Il gruppo di ricerca di Stefan Thor del Dipartimento di Medicina clinica e sperimentale ha sviluppato i moscerini della frutta usati nello studio.
Fonte: Karin Söderlund Leifler in Linköping University (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Maria Jonson, Sofie Nyström, Alexander Sandberg, Marcus Carlback, Wojciech Michno, Jörg Hanrieder, Annika Starkenberg, K. Peter R. Nilsson, Stefan Thor and Per Hammarström. Aggregated Aβ1-42 is selectively toxic for neurons, whereas glial cells produce mature fibrils with low toxicity in Drosophila. Cell Chemical Biology, published online 22April 2018, doi: 10.1016/j.chembiol.2018.03.006
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