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Ruolo sorprendente di una proteina del cancro come regolatore della memoria

Scienziati del Dana-Farber Cancer Institute e dell'Harvard Medical School hanno scoperto che una comune proteina del cancro conduce una seconda vita totalmente diversa nelle cellule normali del cervello adulto: aiuta a regolare la formazione della memoria e può essere implicata nell'Alzheimer.

La ciclina E è notoriamente colpevole di portare a molti tipi di tumori solidi e tumori del sangue ma il rapporto, pubblicato online su Developmental Cell, è il primo a rivelare che la ciclina E ha un ruolo cruciale nella formazione delle connessioni nervose, o sinapsi, nel cervello.

Le sinapsi sono piccole connessioni tra le cellule cerebrali che memorizzano i ricordi. "Questa proteina ha una doppia vita", ha detto Peter Sicinski, PhD, biologo del cancro al Dana-Farber e autore senior della pubblicazione. "E' sovra-espressa in molti diversi tipi di cancro, ma anche si esprime in alti livelli nel cervello umano. Abbiamo trovato che la ciclina E è necessaria per la formazione della memoria ed è un attore molto importante".

I ricercatori hanno trovato le prove potenziali che collegano la ciclina E all'Alzheimer, perché si lega ad un'enzima chiamato Cdk5 che è coinvolto nella memoria. "Ci sono buone evidenze che l'iperattività del Cdk5 contribuisce all'Alzheimer e, inibendo questo enzima, si possono migliorare i sintomi negli animali", ha detto Sicinski, che è anche professore di Genetica alla Harvard Medical School. "Manipolare i livelli di ciclina E potrebbe essere un altro modo per ottenere questo risultato".

Gli scienziati non hanno provato la ciclina E nei topi di Alzheimer, ma hanno dimostrato che quando la ciclina E si lega alle molecole di Cdk5, le rinchiudono in una forma non utilizzabile. Inoltre, quando i ricercatori hanno ridotto i livelli di ciclina E nelle cellule del cervello di topo, si sono formate un minor numero di connessioni nervose e la memoria degli animali ne ha sofferto.

Le cicline sono una famiglia di proteine correlate che si trovano nelle cellule in fase di divisione. Esse servono come interruttori biologici, controllando la progressione di una cellula da una fase del suo ciclo di vita alla successiva. I segnali reali per uscire da una fase ed entrare in una successiva sono emessi da enzimi ciclina-dipendenti chiamati chinasi, o Cdk, che si legano alle cicline. Molti tipi di cellule tumorali, compresi quelli del seno, dell'ovaio, del colon e i tumori del sangue, sono guidati dalla sovraespressione della ciclina E, che agisce come l'acceleratore di un'auto premuto a tavoletta, accelerando le cellule attraverso il ciclo di crescita-e-divisione e consentendo ai tumori a formarsi e diffondersi.

Anche se la ciclina si trova principalmente nelle cellule in divisione, i ricercatori hanno scoperto una decina di anni fa che la ciclina E è abbondante anche nelle cellule cerebrali adulte differenziate. Ma cosa stava facendo lì, nessuno lo sapeva. Nel documento corrente su Developmental Cell, Junko Odajima, PhD, collega postdottorato nel laboratorio di Sicinski e co-autore dello studio (con Zachary Wills P., PhD, della Harvard Medical School), ha mostrato che la ciclina E nel cervello si attacca all'enzima Cdk5. Quando le molecole di ciclina E si legano e rendono inattivo il Cdk5, aumenta la formazione di sinapsi, e, presumibilmente, migliora la funzione di memoria.

Odajima ha testato questa idea con un test standard di memoria e apprendimento in cui i topi nuotavano in acque deve potevano trovare una piattaforma sommersa su cui riposare, e ricordare la sua posizione nelle prove successive. I ricercatori hanno poi spostato la piattaforma, richiedendo agli animali di "dimenticare" la sua posizione precedente e imparare e ricordare quella nuova. Come ipotizzato, i topi carenti di ciclina E hanno fatto peggio dei roditori che avevano una normale quantità di ciclina E. Questo contrasto ha evidenziato l'importanza della ciclina E per l'apprendimento e la memoria.

Se i livelli di ciclina aumentano e diminuiscono nel cervello del topo durante le attività di apprendimento è un argomento di ulteriori ricerche, hanno detto gli scienziati, che hanno anche in programma di determinare se i livelli anormali di ciclina E possono essere collegati a malattie neurologiche e disturbi dell'apprendimento.

Altri autori della pubblicazione sono Jarrod Marto, PhD, del Dana-Farber, Michael E. Greenberg, PhD, della Harvard Medical School, e Stephen J. Moss della Tufts University School of Medicine. Il National Institutes of Health ha finanziato la ricerca.

 

 

 


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Fonte: Materiale del Dana-Farber Cancer Institute, via EurekAlert!, un servizio di AAAS.

Pubblicato in ScienceDaily il 22 da settembre 2011 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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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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