Ricerche

Un team di ricercatori della Cornell University di Ithaca, New York, ha fatto una scoperta nei moscerini della frutta che potrebbe cambiare il modo in cui comprendiamo le malattie cerebrali come il morbo di Alzheimer (MA) e di Parkinson (MP) nell'uomo.

Tre categorie di fenotipi: nessuna degenerazione [(M) e (M′)], degenerazione bloccata nel dominio en+ [(N) e (N′)] e ​​degenerazione nel dominio en+ [(O) e (O′)] Fonte: Chen et al / SciAdv

Gli scienziati hanno scoperto che la Eato - una proteina dei moscerini della frutta la cui controparte nei mammiferi era già conosciuta per aiutare le cellule cerebrali a sbarazzarsi dei grassi dannosi - in realtà fa un lavoro molto più grande. Non solo protegge i neuroni (cellule cerebrali), dalla distruzione, ma aumenta anche l'efficienza con cui altre cellule, chiamate fagociti, ripuliscono i neuroni danneggiati.

I ricercatori hanno usato moscerini di frutta Drosophila, che sono molto usati negli esperimenti perché hanno molti degli stessi processi biologici di base degli esseri umani. Xinchen Chen, dottoranda che lavora con Chun Han, professore associato di biologia molecolare e genetica della Cornell, nello studio pubblicato su Science Advances ha scoperto che quando nei neuroni mancava la Eato, essi morivano, ma non da soli. Al contrario, per ucciderli e mangiarli erano impiegati i fagociti.

I ricercatori hanno scoperto che quando le cellule cerebrali sono stressate o iniziano a morire, sulla loro superficie appare uno speciale segnale 'mangiami' sotto forma di una molecola grassa chiamata fosfatidilserina (PS, phosphatidylserine) che passa all'esterno della cellula. Questo segnale PS agisce come una bandierina che dice ai fagociti: "Questo neurone può essere ripulito e inghiottito" e aiuta i fagociti a evitare di identificare erroneamente il bersaglio della distruzione.

Nella norma, la Eato aiuta a tenere nascosta quella bandierina quando le cellule sono ancora sane. Ma senza la Eato, la PS si presenta troppo presto, anche se il neurone non è davvero danneggiato - inducendo i fagociti a distruggere le cellule cerebrali perfettamente buone. Ciò indica potenziali percorsi terapeutici per fermare la neurodegenerazione in malattie come MA e MP.

La EATO è un membro della famiglia di proteine chiamata trasportatori ABCA, che consiste in proteine ​​di membrana cruciali per mantenere l'omeostasi lipidica adeguata nelle cellule. È già noto che due trasportatori ABCA umani (ABCA1 e ABCA7) sono associati al MA, ha affermato Han. Alcuni altri sono correlati ad altri tipi di malattie neurodegenerative.

IL MA è la causa più comune di demenza e la quinta causa di morte negli over-65, diventando più comune con l'invecchiamento della popolazione. Nel 2020, l'assistenza al MA costava circa $ 305 miliardi e quel numero potrebbe passare a $ 1 trilione in futuro. Uno studio della Michael J. Fox Foundation ha riscontrato che il costo totale del MP per gli individui, le famiglie e il governo degli Stati Uniti è di $ 51,9 miliardi ogni anno, con $ 25,4 miliardi attribuibili a spese mediche dirette (es.: ricoveri, farmaci) e $ 26,5 miliardi di spese non mediche come mancato lavoro, salari persi, costi anticipati e tempo di assistenza dei familiari.

"Stiamo lavorando dal 2018 su come i fagociti mangiano neuroni, quando abbiamo stabilito un sistema per vedere l'esposizione di PS sui neuroni nei Drosophila", ha detto Han. "Da allora, abbiamo studiato come è regolata la PS nei neuroni e come è riconosciuta dai fagociti la PS esposta sulla superficie dei neuroni ... i trasportatori lipidici ABCA sono buoni candidati per la regolazione dell'esposizione PS, quindi li abbiamo controllati e trovato la Eato".

Le scoperte, tuttavia, non sono quello che ci si aspettava. Il team ha scoperto che se la Eato viene rimossa da neuroni e fagociti, il danno diminuisce, dimostrando che la Eato ha un doppio ruolo: protegge i neuroni e aiuta i fagociti a rilevare la PS esposta sui neuroni.

"Il doppio ruolo della Eato nel sopprimere l'esposizione della fosfatidilserina (PS) è completamente sorprendente e non era previsto in base a precedenti risultati su altri trasportatori ABCA", ha detto Han. "La Eato sembra funzionare diversamente nei neuroni e nella glia, anche se in entrambi i tipi di cellule sopprime l'esposizione di PS".

Han e il suo team credono che questi risultati potrebbero infine portare a nuovi modi per trattare malattie come il MA impedendo ai neuroni sani di essere rimossi erroneamente. In effetti, hanno persino scoperto che la rimozione di PS esposta sui neuroni con carenza di Eato previene la degenerazione neuronale.

"I meccanismi che abbiamo scoperto per la Eato sono molto nuovi e suggeriscono percorsi che potrebbero contribuire a queste malattie neurodegenerative", ha detto Han. "L'attuale lavoro si concentra su meccanismi fondamentali ... ma posso immaginare che i trattamenti che puntano l'esposizione di PS in superficie o la capacità delle glia di vedere l'esposizione di PS sui neuroni possono essere utili per prevenire l'avanzamento delle malattie neurodegenerative".

Comprendendo come funzionano le proteine ​​come Eato, gli scienziati della Cornell sperano di trovare il modo di rallentare o addirittura di prevenire alcune delle malattie più testarde e malvagie della medicina moderna. Per ora, questa ricerca fa un passo avanti per sbloccare alcuni dei più grandi misteri del cervello.