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Nell'Alzheimer c'è un collasso di reti di proteine, parallelo all'avanzamento della malattia
Sappiamo che il morbo di Alzheimer (MA) presenta interazioni tra molti geni diversi, il che rende difficile individuare i meccanismi specifici. Ma ora, ricercatori giapponesi hanno trovato un nuovo modo per identificare i geni implicati nella neurodegenerazione del MA.
In uno studio pubblicato questo mese su Human Molecular Genetics, ricercatori della Università di Osaka, della Niigata University e del Centro Nazionale Geriatria e Gerontologia, hanno svelato i geni che scatenano cambiamenti specifici nelle connessioni tra proteine, chiamate 'reti di dominio proteico' (PDN, protein domain networks), che sono associate significativamente con la neurodegenerazione del MA.
L'analisi della rete è efficace per identificare caratteristiche di MA negli esseri umani, come pure per identificare geni che controllano alterazioni patologiche nelle proprietà della rete. I ricercatori hanno condotto un'analisi di rete dei cambiamenti nelle PDN, per determinare se questo processo potrebbe essere usato per rivelare cambiamenti genetici associati alla patologia MA nelle diverse fasi della malattia.
“Le PDN possono variare notevolmente tra i tessuti e i tipi di cellule e hanno strutture diverse nello stato normale rispetto a quello di malattia”, spiega Masataka Kikuchi, primo autore dello studio. “Volevamo vedere se era possibile usare un approccio integrato di rete per identificare nuovi geni associati con il crollo delle PDN nel MA”, aggiunge Michiko Sekiya, prima co-autrice.
Per fare questo, i ricercatori hanno esaminato i dati di interazione delle proteine e i dati di espressione genica da campioni cerebrali post-mortem di pazienti con MA per generare PDN. Hanno scoperto che il deterioramento delle PDN si è verificato in specifiche fasi di MA e hanno identificato il RAC1 come gene specifico che ha un ruolo chiave nell'alterazione delle PDN. Hanno quindi esaminato gli effetti della disattivazione del RAC1 nel moscerino della frutta Drosophila.
“Abbiamo trovato livelli ridotti di RAC1 nei campioni cerebrali post-mortem di pazienti con MA, e questi cambiamenti sono stati convalidati dai livelli di espressione genica in un insieme di dati accessibile al pubblico”, dice l'autore senior Koichi M. Iijima. “Di più, l'inibizione del RAC1 nei Drosophila ha indotto cambiamenti dipendenti dall'età nel comportamento, accompagnati da neurodegenerazione”.
Hanno anche trovato che il numero di interazioni che costituiscono le PDN in tre regioni dei cervelli di MA è diminuito in ogni fase del MA.
“Questi dati forniscono ulteriori prove che le PDN collassano durante la progressione del MA”, dice Norikazu Hara, primo co-autore. “Quindi i cambiamenti delle PDN possono essere un elemento chiave della disfunzione neuronale e della neurodegenerazione che si verifica nel MA”.
Questi risultati indicano che un approccio integrato alla rete è vantaggioso nel determinare i fattori che portano alla neurodegenerazione del MA, potendo quindi migliorare le possibilità di scoprire nuovi biomarcatori e trattamenti terapeutici.
Fonte: Osaka University (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Masataka Kikuchi, Michiko Sekiya, Norikazu Hara, Akinori Miyashita, Ryozo Kuwano, Takeshi Ikeuchi, Koichi M. Iijima, Akihiro Nakaya. Disruption of a RAC1-centred network is associated with Alzheimer’s disease pathology and causes age-dependent neurodegeneration. Human Molecular Genetics, 1 Mar 2020, DOI
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