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Come salvare il funzionamento dei neuroni all'inizio dell'Alzheimer
La presenza di amiloide-beta, con la fosforilazione della cofilina 1, inibisce il normale funionamento della spina dendritica, uno degli organi di collegamento del neurone.
Un ricercatore dell'Università dei Paesi Baschi ha partecipato a uno studio che descrive quello che, nelle prime fasi dell'Alzheimer, innesca la perdita di dinamica e il successivo deterioramento delle spine dendritiche, le estensioni dei neuroni che ricevono impulsi nervosi da altri neuroni.
Lo studio del Grenoble Institut des Neurosciences a cui ha partecipato José Martínez-Hernández, della Facoltà di Scienze e Tecnologia dell'UPV/EHU, ha descritto il ruolo del citoscheletro dell'actina di questi organi, e come risponde alla presenza di peptidi di amiloide-beta, il componente associato più comunemente al morbo di Alzheimer (MA).
E' stata chiarita la relazione esistente tra la presenza di peptidi di amiloide-beta (componenti delle placche che si accumulano nel cervello delle persone affette da MA) e la rapida caduta del dinamismo del citoscheletro di actina delle spine dendritiche, l'area del neurone responsabile della ricezione di informazioni provenienti da altri neuroni per mezzo di impulsi nervosi.
Questa dinamica ridotta impedisce alle informazioni di essere trasmesse come dovrebbero, e questo alla fine innesca la perdita di spine e, quindi, della capacità di comunicare dei neuroni.
Il citoscheletro è una rete tridimensionale di proteine che fornisce alle cellule un supporto interno, organizza le loro strutture e interviene in processi come il trasporto intracellulare o traffico. Uno dei componenti del citoscheletro sono i filamenti di actina che, come spiega il dott. Martínez, "sono ancorati, ma si muovono costantemente come se fossero una scala mobile; una proteina chiamata 'cofilina 1' lavora per tagliare i filamenti e separare le unità di actina, un compito che mantiene attive le dinamiche".
Tuttavia, se la cofilina 1 diventa fosforilata, in altre parole, se viene aggiunto un atomo di fosforo, questa proteina si sposta in uno stato inattivo, cessa di svolgere la sua funzione e allo stesso tempo impedisce che l'attività neurale avvenga correttamente. "Nel nostro studio abbiamo analizzato campioni di cervelli umani con MA e modelli animali di questa malattia, e in essi abbiamo visto che la forma inattiva di cofilina 1 è presente in quantità maggiori rispetto ai neuroni sani".
Relazione tra peptidi amiloide-beta, cofilina 1 fosforilata e l'enzima ROCK
Nelle colture neuronali i ricercatori hanno visto che l'esposizione ai peptidi di amiloide-beta porta ad un aumento della cofilina 1 fosforilata, e quindi causa l'eccessiva stabilizzazione dei filamenti di actina; questi ultimi perdono dinamismo e alterano il funzionamento delle spine dendritiche. "Inoltre, a lungo termine i peptidi di amiloide-beta portano a un minor numero di spine; quando cessano di essere funzionali, sono perse gradualmente nel tempo", ha sottolineato il ricercatore.
Uno dei percorsi della fosforilazione della cofilina 1 è una chinasi chiamata ROCK, un tipo di enzima che modifica altre molecole mediante la fosforilazione, a volte attivandole, altre disattivandole. Nello studio si voleva vedere se il Fasudil, un farmaco usato nella pratica clinica, la cui funzione è di inibire l'azione dell'enzima ROCK, avrebbe invertito l'effetto osservato nei filamenti di actina.
Martínez ha confermato che:
"Abbiamo visto che proprio quello è successo. Non siamo arrivati a un meccanismo d'azione, ma abbiamo confermato che, inibendo il processo di fosforilazione della cofilina 1, si impedisce l'esposizione ai peptidi di amiloide-beta con conseguente disattivazione della proteina ed effetto [benefico] sul citoscheletro delle spine dendritiche".
"I nostri risultati supportano l'idea che il danno causato dai peptidi di amiloide-beta a livello delle spine dendritiche durante le fasi iniziali della malattia può essere prevenuto modulando il ROCK e la cofilina 1 e che, pertanto, si deve condurre una ricerca su farmaci che fermano specificamente la fosforilazione della cofilina 1 nei neuroni, in modo che possano essere prodotti trattamenti medici futuri per combattere il MA".
Fonte: University of the Basque Country (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Travis Rush, Jose Martinez-Hernandez, Marc Dollmeyer, Marie Lise Frandemiche, Eve Borel, Sylvie Boisseau, Muriel Jacquier-Sarlin, Alain Buisson. Synaptotoxicity in Alzheimer's Disease Involved a Dysregulation of Actin Cytoskeleton Dynamics through Cofilin 1 Phosphorylation. The Journal of Neuroscience, 2018; 38 (48): 10349 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1409-18.2018
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