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Ricerche

Luce e ossigeno eliminano la proteina dell'Alzheimer nei topi vivi

Amyloid PlaquesIn marrone una placca di amiloide all'esterno di un neurone.

Una piccola molecola attivata dalla luce, testata di recente nei topi, rappresenta un nuovo approccio per eliminare i ciuffi di proteine ​​amiloidi presenti nel cervello dei pazienti con morbo di Alzheimer (MA). Se perfezionata negli esseri umani, la tecnica potrebbe essere usata come approccio alternativo all'immunoterapia e per trattare altre malattie causate da amiloidi simili.


I ricercatori hanno iniettato la molecola direttamente nel cervello di topi vivi con MA e poi hanno usato una sonda specializzata per far brillare la luce nel loro cervello per 30 minuti ogni giorno per una settimana. L'analisi chimica del tessuto del cervello del topo ha mostrato che il trattamento ha ridotto significativamente la proteina amiloide. Risultati da esperimenti aggiuntivi, che usavano campioni cerebrali umani donati da pazienti con MA, hanno confermato la possibilità di un uso futuro nell'uomo.


"L'importanza del nostro studio sta nello sviluppo di questa tecnica per puntare la proteina amiloide e migliorare l'eliminazione da parte del sistema immunitario", ha detto Yukiko Hori, docente dell'Università di Tokyo e il primo coautore della ricerca appena pubblicata su Brain.


La piccola molecola sviluppata dal team di ricerca è chiamata 'catalizzatore di foto-ossigenazione'. Sembra trattare il MA tramite un processo in due fasi.

Inizialmente, il catalizzatore destabilizza le placche di amiloide. L'ossigenazione o l'aggiunta di atomi di ossigeno, può rendere instabile una molecola cambiando i legami chimici che la tengono insieme. Detergenti di lavanderia o altri pulitori noti come sbiancatori a ossigeno (oxygen bleach) impiegano un principio chimico simile.


Il catalizzatore è progettato per puntare la struttura piegata dell'amiloide e probabilmente funziona con la reticolazione di porzioni specifiche chiamate residui di istidina. Il catalizzatore è inerte fino a quando non viene attivato con la luce quasi infrarossa, quindi i ricercatori immaginano che in futuro il catalizzatore possa essere portato in tutto il corpo con l'iniezione nel flusso sanguigno, e puntato su aree specifiche con la luce.


In un secondo momento, l'amiloide destabilizzato viene rimosso dalle microglia, le cellule immunitarie del cervello che eliminano le cellule danneggiate e i detriti fuori delle cellule sane. Usando le cellule di topo allevate in un piatto, i ricercatori hanno osservato le microglia che inghiottivano l'amiloide ossigenato e poi lo scomponevano in compartimenti acidi all'interno delle cellule.


"Il nostro catalizzatore si lega alla struttura specifica dell'amiloide, non a una sequenza genetica o amminica unica, quindi questo stesso catalizzatore può essere applicato ad altre deposizioni di amiloide", ha affermato il professor Taisuke Tomita, che ha guidato il progetto all'Università di Tokyo.


La Società Americana di Oncologia Clinica stima che ogni anno negli Stati Uniti 4.000 persone vengono diagnosticate con malattie causate da amiloide fuori del cervello, conosciute collettivamente come amiloidosi.


Il catalizzatore di foto-ossigenazione dovrebbe essere in grado di rimuovere la proteina amiloide, indipendentemente da quando o dove si forma nel corpo. Sebbene alcuni trattamenti del MA esistenti possano rallentare la formazione di nuove placche amiloidi, eliminare quelle esistenti è particolarmente importante nel MA, perché l'amiloide inizia a aggregarsi anni prima che appaiano i sintomi.


Il team di ricerca ora sta lavorando per modificare il progetto del catalizzatore in modo che possa essere attivato facendo brillare la luce attraverso il cranio.

 

 

 


Fonte: University of Tokyo (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Shuta Ozawa, Yukiko Hori, Yusuke Shimizu, Atsuhiko Taniguchi, Takanobu Suzuki, Wenbo Wang, Yung Wen Chiu, Reiko Koike, Satoshi Yokoshima, Tohru Fukuyama, Sho Takatori, Youhei Sohma, Motomu Kanai, Taisuke Tomita. Photo-oxygenation by a biocompatible catalyst reduces amyloid-β levels in Alzheimer’s disease model. Brain, 14 Apr 2021, DOI

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