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Progettate proteine che possono combattere l'Alzheimer

NYUAD Magzoub Lab

Un team di ricercatori, guidati da Mazin Magzoub, assistente professore di biologia alla New York University di Abu Dhabi, ha sviluppato piccole proteine ​​denominate 'peptidi cellule-penetranti' (CPP, cell-penetrating peptides) che impediscono l'aggregazione della proteina amiloide-β (Aβ) associata al morbo di Alzheimer (MA).


C'è un crescente interesse nell'uso di proteine per lo sviluppo di trattamenti, perché sono biocompatibili, biodegradabili e possono legarsi selettivamente a obiettivi specifici, riducendo il rischio di tossicità. Altre proprietà farmaceuticamente desiderabili delle proteine ​​includono la maggiore diversità chimica rispetto alle altre classi di molecole biologiche, e la facilità ed economicità della produzione.


Tuttavia, un significativo ostacolo per l'uso della maggior parte delle proteine ​​come agenti terapeutici è la loro scarsa possibilità di trasporto agli organi e alle cellule bersaglio.


In un nuovo studio, il laboratorio di Magzoub, in collaborazione con il laboratorio di Andrew Hamilton (professore e Presidente della NYU) e con quello del Professor Astrid Gräslund all'Università di Stoccolma, riferisce di aver progettato delle CPP che impediscono efficacemente l'aggregazione dell'Aβ.


Le CPP sono una classe speciale di proteine ​​che hanno la capacità di raggiungere tutti gli organi, compreso il cervello, e di entrare in modo efficiente nelle cellule all'interno di questi organi. Così, le CPP progettate combinano le proprietà interessanti delle proteine ​​con effetti terapeutici potenti e un trasporto altamente efficiente alle cellule bersaglio.


Una vasta gamma di malattie neurodegenerative, tra cui la corea di Huntington, il Parkinson e il MA, è causata dall'errato ripiegamento (misfolding) di proteine ​​specifiche della malattia. Una volta mal ripiegate, queste proteine ​​si accumulano in un processo che danneggia i neuroni.


In precedenza, il gruppo aveva dimostrato che una CPP di derivazione naturale è in grado di proteggere dalle forme anomale e dannose della proteina associata alle malattie da prioni, una classe di malattie neurodegenerative, che comprendono la malattia della mucca pazza (nei bovini) e Creutzfeldt-Jakob (CJD) negli esseri umani.


Qui, Magzoub e i suoi collaboratori hanno esteso questo approccio e in particolare l'hanno applicato alla malformazione di Aβ che causa il MA.


Nel documento pubblicato, i ricercatori presentano il processo di progettazione delle CPP inibitrici dell'Aβ. Usando varie tecniche, hanno poi caratterizzato ampiamente le interazioni delle CPP progettate con l'Aβ. Specificamente, hanno usato metodiche assodate di aggregazione e vitalità cellulare per determinare gli effetti delle CPP progettate sull'aggregazione e sulla neurotossicità associata all'Aβ.


Contemporaneamente, hanno sondato con la microscopia confocale l'assorbimento cellulare e la distribuzione intracellulare dell'Aβ in presenza delle CPP. Infine, hanno usato una combinazione di esperimenti e simulazioni al computer per far luce sul meccanismo di legame delle CPP con l'Aβ. I risultati mostrano che le CPP progettate stabilizzano la proteina Aβ in uno stato non aggregato, non anormale, e inibiscono la neurotossicità indotta dall'Aβ.


Le CPP progettate in questo studio puntano efficacemente l'Aβ all'esterno e all'interno dei neuroni, proteggendoli così dai danni causati dall'aggregazione dell'Aβ. Magzoub ha detto:

“Le CPP progettate rappresentano una strategia di trattamento potenziale e innovativa per il MA.

“Questi risultati mostrano anche un principio fondamentale generale dell'inibizione dell'aggregazione proteica patogena, che faciliterà la progettazione di terapie basate su CPP ancora più potenti, per varie malattie neurodegenerative”.

 

 

 


Fonte: New York University (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Anja Henning-Knechtel, Sunil Kumar, Cecilia Wallin, Sylwia Król, Sebastian K.T.S. Wärmländer, Jüri Jarvet, Gennaro Esposito, Serdal Kirmizialtin, Astrid Gräslund, Andrew D. Hamilton, Mazin Magzoub. Designed Cell-Penetrating Peptide Inhibitors of Amyloid-beta Aggregation and Cytotoxicity. Cell Reports Physical Science, 5 Feb 2020, DOI

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Nota: L'articolo potrebbe riferire risultati di ricerche mediche, psicologiche, scientifiche o sportive che riflettono lo stato delle conoscenze raggiunte fino alla data della loro pubblicazione.


 

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