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Ricerche

Nuovi dettagli su produzione di proteine nel cervello possono aiutare contro la demenza

MIT Alzheimers plaques and tangles

Un nuovo studio pionieristico guidato da scienziati della UCL ha rivelato, per la prima volta, uno strato di materiale genetico coinvolto nel controllo della produzione di tau, una proteina che ha un ruolo fondamentale in gravi condizioni degenerative, come il morbo di Parkinson e di Alzheimer (MA).


La ricerca internazionale, condotta su topi e cellule, ha rivelato anche che questo materiale fa parte di una famiglia più ampia di geni non codificanti (*) che controllano e regolano altre proteine ​​cerebrali simili, come l'amiloide-beta associata al MA e l'alfa-sinucleina implicata nel Parkinson e nella demenza da Corpi di Lewy.


I ricercatori dicono che questi risultati di svolta, pubblicati in Nature, fanno nuova luce sul modo in cui sono prodotte e controllate le proteine ​​legate alle condizioni neurologiche e potrebbero aprire la strada a nuovi trattamenti per una vasta gamma di malattie relative alla demenza.


Il primo autore, il dott. Roberto Simone (UCL Queen Square Institute of Neurology), ha dichiarato:

"La tau ha un ruolo vitale all'interno delle nostre cellule cerebrali: aiuta a stabilizzare e mantenere le strutture citoscheletriche che consentono di trasportare diversi materiali dove sono necessari. Sappiamo che troppa tau è dannosa: quella inutilizzata in eccesso si trasforma in specie tossiche che possono essere responsabili dei danni alle cellule e guidare la diffusione e la progressione della malattia degenerativa. Tuttavia, nonostante il fatto che la tau sia studiata da più di tre decenni, fino ad ora non sapevamo come è controllata la produzione di proteine ​tau".


Per lo studio di laboratorio, i ricercatori hanno identificato una sezione di materiale genetico chiamato 'RNA lungo non codificante' (lncRNA, long non-coding RNA) antisenso. Hanno scoperto che questo materiale non produce direttamente la tau ma aiuta a regolare finemente e a reprimere la produzione della proteina all'interno delle cellule cerebrali. Questa precisione fornita dal lncRNA antisenso nella regolazione della tau potrebbe essere cruciale per un buon funzionamento delle cellule nervose del cervello.


Il leader del gruppo di ricerca, il prof. Rohan de Silva (UCL Queen Square Institute of Neurology) ha dichiarato:

"È interessante notare che abbiamo scoperto che il lncRNA che controlla la tau non è unico. Altre proteine ​​chiave che sappiamo essere coinvolte in condizioni neurologiche, come l'alfa-sinucleina del Parkinson e l'amiloide-beta del MA, sono controllate da lncRNA molto simili. Ciò significa che potremmo aver trovato la chiave per regolare la produzione di un'intera gamma di proteine ​​coinvolte nella funzione cerebrale e nello sviluppo di queste condizioni devastanti.

"Siamo solo all'inizio, ma speriamo che queste nuove intuizioni entusiasmanti portino allo sviluppo di farmaci che possono tenere sotto controllo la tau e altre proteine, e che queste terapie possano cambiare la vita di chi ha condizioni cerebrali degenerative che non hanno ancora trattamenti per fermare, o almeno rallentare, la loro progressione".


Altre condizioni neurologiche associate alla proteina tau includono la degenerazione corticobasale e la paralisi sovranucleare progressiva.

 

Puntare la tau per creare nuovi trattamenti

Il professor de Silva ha dichiarato:

"Gli studi genetici hanno dimostrato in precedenza che le persone che hanno una particolare forma del gene tau (chiamata H1) hanno maggiori probabilità di Parkinson, di degenerazione corticobasale e di paralisi sovranucleare progressiva. Sappiamo che le persone con la forma H1 del gene producono più tau. Sappiamo anche che il lncRNA che abbiamo identificato aiuta a limitare la produzione di tau, e che gli studi sul tessuto cerebrale post-mortem mostrano che questo lncRNA può essere ridotto nelle persone con Parkinson.

"Quindi, se potessimo trovare un modo per aumentare i livelli di questo lncRNA, potremmo ridurre la produzione di proteine ​​tau, aiutando a rallentare o fermare il danno alle cellule all'interno del cervello.

"Questo è esattamente ciò su cui stiamo lavorando ora. Nello specifico, stiamo sviluppando una terapia genica per portare questo lncRNA alle cellule cerebrali e attualmente stiamo testando se questo approccio può ridurre i livelli di tau nei topi e in altri modelli animali. Se avrà successo, speriamo di portare avanti questo approccio per svilupparlo come nuova terapia da testare nelle persone".


Il professor David Dexter, direttore associato della ricerca di Parkinson's UK, ha dichiarato:

"Questa importante ricerca offre fantastiche nuove informazioni sul modo in cui la produzione di tau è controllata all'interno delle cellule cerebrali e presenta un'opportunità entusiasmante per lo sviluppo di terapie. È particolarmente interessante vedere che meccanismi simili possono essere coinvolti nel controllare la produzione di molte altre proteine ​​chiave implicate in altre condizioni neurologiche, poiché suggerisce che le strategie che puntano questi meccanismi potrebbero essere efficaci in molte condizioni".


Questa ricerca ha coinvolto collaborazioni all'interno della UCL e con gruppi di ricerca del Francis Crick Institute, dell'UK Dementia Research Institute, della St George's University di Londra, dell'Istituto Karolinska in Svezia e dell'Università di Trento in Italia.

 

 

 

(*) DNA non codificante: il nostro genoma contiene geni di codifica, le parti del DNA che contengono istruzioni per la produzione di proteine, i blocchi di costruzione dei nostri corpi. Tuttavia, questi geni di codifica costituiscono solo una piccola parte del genoma, un mero 3% dei 3 miliardi di lettere (i nucleotidi) del nostro materiale genetico. Fino a poco tempo fa, il resto del genoma (non codificante) era considerato spazzatura di DNA, senza alcuna funzione nota. Tuttavia, ora è chiaro che il DNA che risiede nel mezzo dei geni codificanti è fondamentale non solo nell'evoluzione umana ma anche nella regolazione della funzione delle cellule, e influenza il modo in cui i geni codificanti producono proteine.

 

 

 


Fonte: University College London (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Roberto Simone, Faiza Javad, Warren Emmett, Oscar Wilkins, Filipa Lourenço Almeida, Natalia Barahona-Torres, Justyna Zareba-Paslawska, Mazdak Ehteramyan, Paola Zuccotti, Angelika Modelska, Kavitha Siva, Gurvir Virdi, Jamie Mitchell, Jasmine Harley, Victoria Kay, Geshanthi Hondhamuni, Daniah Trabzuni, Mina Ryten, Selina Wray, Elisavet Preza, Demis Kia, Alan Pittman, Raffaele Ferrari, Claudia Manzoni, Andrew Lees, John Hardy, Michela Denti, Alessandro Quattrone, Rickie Patani, Per Svenningsson, Thomas Warner, Vincent Plagnol, Jernej Ule, Rohan de Silva. MIR-NATs repress MAPT translation and aid proteostasis in neurodegeneration. Nature, 2021, DOI

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