Ricerche

L’amiloide-beta può sconvolgere il ruolo utile della tau

Una nuova ricerca condotta alla Università della California di Riverside (UCR) suggerisce che il morbo di Alzheimer (MA) non deriva semplicemente dalla formazione di placche nel cervello, come ampiamente creduto, ma da una proteina che interferisce con il normale lavoro di un’altra.

Per decenni, gran parte della ricerca sulla malattia si è concentrata sull’idea che i grumi di proteine amiloide-beta (Aβ) causino la malattia. È noto che le mutazioni genetiche che aumentano l'Aβ innescano il MA ad esordio precoce, rafforzando questa visione. Eppure migliaia di studi clinici volti a rimuovere l’Aβ non sono riusciti a fermare o invertire la malattia. Gli scienziati sanno anche che la proteina tau si accumula nel cervello dei malati di MA. Ma l’esatta relazione tra tau e Aβ è rimasta poco chiara.

"Oltre alla demenza, la diagnosi di MA richiede l'accumulo sia di Aβ che di tau nel cervello", ha detto Ryan Julian, professore di chimica dell'UCR e autore senior dello studio. "Ma molti laboratori si concentrano sul ruolo dell'una e ignorano l'altra".

Il nuovo studio, pubblicato su PNAS Nexus, suggerisce una connessione diretta tra le due proteine. La funzione principale della tau è stabilizzare le strutture, chiamate microtubuli, all’interno delle cellule. Come suggerisce il nome, i microtubuli sono minuscoli tubi che, come autostrade, trasferiscono molecole essenziali in diverse parti della cellula nervosa. Senza microtubuli, i neuroni non possono spostare adeguatamente i materiali necessari per la sopravvivenza e la comunicazione.

I ricercatori hanno notato che le regioni della proteina tau che si attaccano ai microtubuli hanno una sorprendente somiglianza con le dimensioni e la struttura della proteina Aβ. Questa somiglianza ha sollevato la possibilità che anche l’Aβ possa legarsi ai microtubuli. In questo studio, i ricercatori hanno contrassegnato l'Aβ con un marcatore fluorescente. Quando i suoi movimenti rallentavano e la luce emessa cambiava, gli scienziati potevano vedere che l'Aβ si era attaccata ai microtubuli. Questi esperimenti hanno dimostrato che l’Aβ e la tau si legano più o meno con la stessa forza, il che significa che l’Aβ può sostituire la tau se si accumula all’interno dei neuroni.

"Il nostro lavoro mostra che l'Aβ e la tau competono per gli stessi siti di legame sui microtubuli e che l'Aβ può impedire alla tau di funzionare correttamente", ha detto Julian.

Questi risultati suggeriscono che la malattia potrebbe iniziare quando l’Aβ sostituisce la tau, provocando la rottura del sistema di trasporto all’interno delle cellule nervose. Inoltre, quando non interagisce con i microtubuli, la tau inizia a comportarsi male in altri modi e inizia ad aggregarsi e a migrare in parti dei neuroni a cui non appartiene. Rivelando che l'aggregazione di Aβ e tau sono effetti a valle piuttosto che la causa primaria, è possibile riconciliare molte incoerenze nelle teorie sul MA. Ad esempio, le placche Aβ che si formano all'esterno delle cellule potrebbero non interferire con la tau all'interno delle cellule o con i microtubuli che la tau stabilizza.

La teoria concorda anche con l’evidenza che il sistema di riciclaggio del cervello rallenta con l’età. L'autofagia normalmente elimina le proteine, ​​come l'Aβ, dalle cellule. Se questo processo rallenta negli anziani, l’Aβ può accumularsi e iniziare a competere con la tau per il legame dei microtubuli. Anche altre osservazioni sono in linea con il modello. Studi recenti hanno dimostrato che il litio può ridurre il rischio di MA, mentre studi precedenti avevano scoperto che il litio stabilizza i microtubuli. Ciò solleva la possibilità che la protezione dei microtubuli possa contrastare gli effetti distruttivi dell’Aβ.

Se confermati, i risultati potrebbero spostare il punto focale della terapia del MA. Invece di puntare solo i grumi proteici, i ricercatori potrebbero mirare a impedire che l’Aβ interferisca con i microtubuli o migliorare la capacità della cellula di rimuoverla dai neuroni. Julian ha detto che il lavoro aiuta a collegare decenni di scoperte separate sul MA in un'unica spiegazione.

"Questa idea aiuta a dare un senso a molti risultati che in precedenza sembravano non correlati", ha detto Julian. “Ci dà un quadro più chiaro di cosa potrebbe andare storto all’interno dei neuroni e dove potrebbero iniziare nuovi trattamenti”.