Nell'immagine di sfondo alcuni neuroni (blu) esprimono il nuovo reporter di proteina precursore dell'amiloide (verde) e un marcatore di sinapsi, Synaptophysin-pHTomato (rosso). In basso a sinistra c'è il modello di eziologia dell'Alzheimer derivato dallo studio, in cui vari fattori patologici come l'invecchiamento e l'Abeta convergono sul colesterolo presinaptico, e la distruzione dell'omeostasi del colesterolo diverge in vari esiti patologici come la disfunzione sinaptica e la perdita neuronale. (Fonte: Qi Zhang and Claire E. DelBove)

In tutto il mondo, 50 milioni di persone vivono con il morbo di Alzheimer (MA) e altre forme di demenza.

Sono passati più di 100 anni da quando Alois Alzheimer, M.D., uno psichiatra e neuropatologo tedesco, ha riferito per la prima volta la presenza di placche senili nel cervello di un paziente malato di MA. Ciò ha portato alla scoperta della proteina precursore dell'amiloide che produce depositi o placche di frammenti di amiloide nel cervello, il sospetto colpevole del MA.

Da allora, la proteina precursore dell'amiloide è stata ampiamente studiata a causa della sua associazione con il MA. Tuttavia, la distribuzione della proteina precursore dell'amiloide all'interno e sui neuroni e la sua funzione in queste cellule rimangono poco chiare.

Un gruppo di neuroscienziati guidata dalla Florida Atlantic University ha cercato di rispondere a una domanda fondamentale nella sua ricerca per combattere il MA: "La proteina precursore dell'amiloide è la mente dietro il MA è solo un complice?"

Le mutazioni trovate nella proteina precursore dell'amiloide sono state collegate a rari casi di MA familiare. Sebbene gli scienziati abbiano acquisito molte conoscenze su come questa proteina si trasformi in placche amiloidi, poco si sa sulla sua funzione nativa nei neuroni.

Nel caso più comune di MA sporadico, il fattore di rischio genetico più alto è una proteina coinvolta nel trasporto del colesterolo e non questa proteina precursore dell'amiloide. Inoltre, diversi test clinici progettati per combattere il MA riducendo al minimo la formazione di placche amiloidi, hanno fallito, compreso quello della Biogen annunciato il mese scorso.

In uno studio pubblicato sulla rivista Neurobiology of Disease, Qi Zhang PhD, autore senior, della FAU, insieme a collaboratori della Vanderbilt University, hanno affrontato questo mistero del MA descrivendo un reporter multifunzionale della proteina precursore dell'amiloide e monitorando la localizzazione e la mobilità della proteina attraverso scansioni quantitative con un'accuratezza senza precedenti.

Per lo studio, Zhang e collaboratori hanno interrotto geneticamente l'interazione tra colesterolo e proteina precursore dell'amiloide. Sorprendentemente, nel disimpegnare i due, hanno scoperto che questa manipolazione non solo sconvolge il traffico di proteine ​​precursori dell'amiloide, ma compromette anche la distribuzione del colesterolo sulla superficie neuronale. I neuroni con una distribuzione alterata di colesterolo esibivano sinapsi gonfie e assoni frammentati e altri segni iniziali di neurodegenerazione.

"Il nostro studio è intrigante perché abbiamo notato un'associazione particolare tra la proteina precursore dell'amiloide e il colesterolo che risiede nella membrana cellulare delle sinapsi, che sono punti di contatto tra i neuroni e la base biologica dell'apprendimento e della memoria", ha detto Zhang. "La proteina precursore dell'amiloide può essere solo uno dei tanti complici che contribuiscono parzialmente alla carenza di colesterolo: stranamente, il cuore e il cervello sembrano incontrarsi di nuovo nella lotta contro il colesterolo cattivo".

Dato l'ampio coinvolgimento del colesterolo in quasi tutti gli aspetti della vita dei neuroni, Zhang e i suoi collaboratori hanno proposto la nuova teoria sulla connessione della proteina precursore dell'amiloide nel MA, specialmente nella superficie di quelle piccole sinapsi, che innesca la neurodegenerazione.