Ricerche

Identificato un percorso chiave per cui l'esaurimento dei mitocondri assonali interrompe l'autofagia.

I ricercatori della Tokyo Metropolitan University hanno chiarito come le proteine si raccolgono anormalmente nei neuroni, una caratteristica di malattie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer (MA). Hanno usato moscerini della frutta per dimostrare che l'esaurimento dei mitocondri negli assoni può portare direttamente all'accumulo di proteine.

Allo stesso tempo, hanno trovato quantità significativamente più elevate di una proteina chiamata eIF2β, il cui ripristino a livelli normali ha portato al recupero del riciclaggio delle proteine. Tali risultati promettono nuovi trattamenti per le malattie neurodegenerative.

Ogni cellula nel nostro corpo è una fabbrica trafficata, dove si producono e si smontano costantemente le proteine. Eventuali modifiche o cali nelle fasi di produzione o di riciclaggio possono portare a gravi malattie. Le malattie neurodegenerative come il MA e la sclerosi laterale amiotrofica (SLA), per esempio, sono accompagnate da un accumulo anormale di proteine nei neuroni. Però lo scatenante di questo accumulo era ancora sconosciuto.

Un team guidato dalla prof.ssa Kanae Ando della Tokyo Metropolitan University ha cercato di determinare le cause dell'accumulo di proteine anormali studiando moscerini della frutta (Drosophila), un organismo modello molto usato per le sue molte somiglianze chiave con la fisiologia umana. Si è concentrato sulla presenza di mitocondri negli assoni, le lunghe appendici tipo filamenti che si estendono dai neuroni e formano le connessioni necessarie per trasmettere segnali all'interno del cervello.

È noto che i livelli di mitocondri negli assoni possono scendere con l'età e nel decorso delle malattie neurodegenerative. Ora, il team ha scoperto che l'esaurimento dei mitocondri negli assoni ha un impatto diretto sull'accumulo di proteine. Hanno usato la modifica genetica per sopprimere la produzione di milton, una proteina chiave nel trasporto di mitocondri lungo gli assoni.

Hanno scoperto che ciò porta a livelli anormali di accumulo di proteine nei neuroni del moscerino della frutta, a causa del guasto dell'autofagia, il sistema di riciclaggio delle proteine nelle cellule. Attraverso l'analisi proteomica, hanno identificato una significativa sovraregolazione nell'eIF2β, una subunità chiave del complesso proteico eIF2 responsabile dell'avvio di produzione delle proteine (o traslazione). Anche la subunità eIF2α è risultata modificata chimicamente. Entrambi questi problemi ostacolano l'azione sana della eIF2.

È importante che, sopprimendo artificialmente i livelli di eIF2β, il team ha scoperto che si poteva ripristinare l'autofagia persa e riguadagnare parte della funzione dei neuroni compromessa a causa della perdita di mitocondri assonali. Ciò non solo mostra che l'esaurimento dei mitocondri negli assoni può causare un accumulo anormale di proteine, ma che ciò accade attraverso la sovra-regolazione di eIF2β.

Con l'invecchiamento delle popolazioni e il continuo aumento della prevalenza di condizioni neurodegenerative, i risultati del team rappresentano un passo vitale nello sviluppo di terapie per combattere queste malattie gravi.