Ricerche

Una scoperta rivela che una proteina, che di norma è coinvolta nell'eliminazione di detriti molecolari delle cellule, può raggrupparsi in fibrille, mutilando potenzialmente le cellule.

Fai un giro in profondità nelle cellule di un cervello afflitto dal morbo di Alzheimer, e troverai minuscoli ciuffi di proteine ​​che sembrano sospetti. Sin dagli anni '80, quando i neuroscienziati hanno iniziato a identificare questi grovigli di proteine, i ricercatori si sono accorti che altre malattie cerebrali hanno le proprie firme di proteine ​​aggrovigliate.

"Ognuna di queste malattie ha un groviglio proteico unico, o fibrilla, associato a essa; queste proteine ​​associate alle malattie hanno la propria forma e comportamento", ha detto Anthony Fitzpatrick PhD, ricercatore dell'Istituto Zuckerman alla Columbia University, assistente professore di biochimica e biofisica molecolare della Columbia e membro del Taub Institute for Research on Alzheimer’s Disease and the Aging Brain.

La ricerca del dott. Fitzpatrick e di un team internazionale di 22 collaboratori, pubblicata su Cell, ha rivelato una nuova fibrilla nei cervelli malati, formata da una proteina che di norma è occupata nella pulizia delle cellule.

"Abbiamo un risultato sorprendente e provocatorio che speriamo possa darci qualche aiuto per gestire le malattie neurodegenerative", ha affermato il laureando Andrew Chang, un primo coautore dello studio, del laboratorio di Fitzpatrick.

I ricercatori di farmaci stanno cercando da tempo le proteine ​​che formano grovigli, come obiettivi per nuovi medicinali, ma le loro ricerche finora hanno avuto in gran parte risultati deludenti. Le malattie associate alle fibrille, alcune comuni e altre rare, influenzano collettivamente milioni di persone in tutto il mondo.

Si prevede che la loro incidenza aumenti con la crescita della popolazione e l'allungamento della vita. Sgrovigliare cosa sta succedendo in queste malattie neurodegenerative ha un aspetto personale per il dott. Fitzpatrick: ha perso uno zio in una di esse, la paralisi sopranucleare progressiva (PSP).

"Abbiamo scoperto che una proteina chiamata TMEM106B può formare fibrille, e questo comportamento non era noto finora", ha detto Xinyu Xiang, ex del laboratorio di Fitzpatrick all'Istituto Zuckerman e ora dottoranda nel Dipartimento di Biologia strutturale della Stanford University. "Questa proteina è una componente centrale dei lisosomi e degli endosomi, che sono organelli che eliminano la spazzatura che si accumula nelle nostre cellule mentre invecchiamo".

Normalmente, le molecole TMEM106B coprono le membrane degli organelli che gestiscono i rifiuti. Nella ricerca, la squadra di Fitzpatrick ha scoperto che le molecole TMEM106B possono dividersi in due frammenti, e quelli all'interno degli organelli possono quindi auto-assemblarsi in ciò che i ricercatori sospettano potrebbero essere fibrille che mutilano le cellule.

Per arrivare a questa scoperta, i ricercatori hanno estratto per la prima volta le proteine ​​dal tessuto cerebrale donato da 11 pazienti che erano morti con tre malattie neurodegenerative associate a proteine mal ripiegate: PSP, demenza da corpi di Lewy e degenerazione lobare frontotemporale (la forma più prevalente di demenza per chi ha meno di 60 anni).

"È così motivante ricordare che l'unico modo in cui possiamo fare questa ricerca è per merito di persone che hanno generosamente donato il loro cervello", ha affermato Marija Simjanoska, una prima coautrice e uno dei tre universitari che lavorano al progetto.