Necrostatin-1 contrasta effetti neurotossici dell'alluminio

03 August 2013

Vari ricercatori hanno individuato l'accumulo di alluminio nel cervello come un possibile fattore che contribuisce a malattie neurodegenerative, come l'Alzheimer (AD).

Un nuovo studio pubblicato su Restorative Neurology and Neuroscience mette in luce il meccanismo alla base della morte neuronale indotta dall'alluminio e identifica il necrostatin-1 come una sostanza che neutralizza molti degli effetti neurotossici dell'alluminio.

I ricercatori si sono concentrati da molto tempo sul motivo della morte dei neuroni nelle malattie degenerative. Uno dei processi è l'apoptosi, una forma di morte cellulare programmata, gestita dai geni, che elimina le cellule inutili, invecchiate o danneggiate. Quando i neuroni muoiono a seguito di ictus, trauma o altra lesione, il processo è noto come necrosi.

Di recente, nel processo di morte cellulare è stato implicato un nuovo tipo di necrosi, la necroptosi (necrosi programmata). In questo rapporto, i risultati di diversi esperimenti supportano l'ipotesi che la morte neuronale indotta da alluminio è, in larga misura, causata dalla necroptosi, secondo l'investigatore principale Qinli Zhang, PhD, del Department of Occupational Health, Ministry of Education Key Laboratory, School of Public Health della Shanxi Medical University di Taiyuan in Cina.

Per esempio, quando si aggiunge alluminio ai neuroni corticali di topo in coltura cellulare, le cellule cominciano a morire. Aggiungendo inibitori dell'apoptosi (zVAD-Fmk), dell'autofagia (3-methyladenin, 3-MA), o della necroptosi (necrostatin-1, Nec-1), i ricercatori dimostrano che tutti i trattamenti migliorano la vitalità cellulare, anche se il Nec-1 dimostra la protezione più forte. Usando la microscopia a fluorescenza, dove le cellule neurali sopravvissute risultano colorate di verde, le cellule apoptotiche di arancione, e le cellule necrotiche di rosso, i ricercatori dimostrano la morte delle cellule indotta dall'allumino, così come la riduzione dose-dipendente della necroptosi con Nec-1.

Quando l'alluminio è iniettato nei ventricoli cerebrali di topi viventi, l'analisi del tessuto cerebrale rivela neuroni rattrappiti e di aspetto anomalo. Quando si inietta Nec-1 contemporaneamente all'alluminio nei ventricoli, si notano più neuroni superstiti, in particolare con dosaggi più elevati di Nec-1. Quando i ricercatori misurano le proteine legate alla morte delle cellule nel cervello, una proteina marcatore della necroptosi nota come RIP1 mostra i cambiamenti maggiori, rispetto alle proteine marcatore di apoptosi o autofagia. Risultati simili si sono avuti per le proteine collegate all'Alzheimer: l'esposizione all'alluminio aumenta l'espressione di mGluR2, mGluR5, Ap, e i livelli di Tau, mentre il trattamento con Nec-1 determina riduzioni dose-dipendenti di questi livelli di proteine.

Notando che "la perdita progressiva delle cellule in specifiche popolazioni neuronali, connesse con la disfunzione tipica dell'apprendimento e della memoria, è una caratteristica patologica delle malattie neurodegenerative, in particolare dell'AD", il ricercatore principale Qiao Niu, MD, PhD, Direttore del Dipartimento di Medicina del Lavoro e Direttore dell'Istituto di Medicina Preventiva della Shanxi Medical University, e il team, hanno valutato l'apprendimento e la memoria del topo, con il test del labirinto ad acqua di Morris.

I topi trattati con alluminio hanno ottenuto cattivi risultati nel test e le prestazioni sono notevolmente migliorate quando i topi sono stati trattati con Nec-1. È interessante notare che, quando il trattamento con Nec-1 viene ritardato di 2, 4 o 8 ore dopo l'iniezione di alluminio, il Nec-1 ha un effetto protettivo minore della somministrazione simultanea.

Il deterioramento delle prestazioni cognitive è correlato anche a una riduzione delle proteine mGluR2 e mGluR5 nella corteccia. "Il Nec-1, oltre all'uso come agente terapeutico per la morte delle cellule, potrebbe quindi essere utile nel rallentare la progressione dei deficit cognitivi associati alla degenerazione neuronale", dice il dottor Niu. Lo studio quindi dimostra che il Nec-1 può essere utile in futuro per la prevenzione e la terapia di malattie neurodegenerative.

Fonte: IOS Press BV, via AlphaGalileo.

Riferimento: Zhang Qinli, Li Meiqing, Jiao Xia, Xu Li, Guo Weili, Ji Xiuliang, Ji Junwei, Yang Hailan, Zhang Ce and Niu Qiao. Necrostatin-1 inhibits the degeneration of neural cells induced by aluminum exposure. Restorative Neurology and Neuroscience, 2013; DOI: 10.3233/RNN-120304

Pubblicato in Science Daily (> English version) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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