La proteina cruciale che migliora la memoria e l'apprendimento

04 May 2014

Ricercatori della Case Western Reserve University hanno scoperto che una proteina, precedentemente implicata in malattie, ha un ruolo positivo nell'apprendimento e nella memoria, e può contribuire un giorno a curare i disturbi cognitivi.

I risultati riguardanti le potenziali virtù della «proteina che lega gli acidi grassi 5» (fatty acid binding protein 5 - FABP5), che di solito è associata al cancro e alla psoriasi, appaiono nel numero del 2 maggio del Journal of Biological Chemistry.

"Nel complesso, i nostri dati mostrano che la FABP5 migliora la funzione cognitiva e che la carenza di FABP5 danneggia le funzioni di apprendimento e memoria nella regione dell'ippocampo del cervello", ha detto l'autore senior Noa Noy, PhD, professore di farmacologia alla Scuola di Medicina. "Crediamo che, trovando un modo per sovraregolare l'espressione della FABP5 nel cervello, potremmo maneggiare terapeuticamente la disfunzione cognitiva o il deficit della memoria di alcune malattie umane".

La FABP5 risiede in molti tessuti ed è in particolare altamente espresso nel cervello. Noy e i suoi colleghi della School of Medicine della Case Western Reserve e del «National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism» volevano capire nello specifico come funziona questa proteina nei neuroni. Essi hanno eseguito studi di scansione, confrontando l'attivazione di un fattore di trascrizione chiave nel tessuto cerebrale di topi normali e in topi carenti di FABP5. (Un fattore di trascrizione è una proteina che controlla il flusso di informazioni genetiche).

Le indagini hanno rivelato che la FABP5 ha due funzioni diverse nei neuroni. In primo luogo, essa facilita la degradazione degli endocannabinoidi, che sono modulatori neurologici che controllano l'appetito, la sensazione di dolore, l'umore e la memoria. In secondo luogo, la FABP5 regola l'espressione genica, un processo che in sostanza dà alle cellule gli ordini di marcia sulla struttura, l'aspetto e la funzione. "La FABP5 migliora l'apprendimento e la memoria sia perché trasporta gli endocannabinoidi al macchinario cellulare che li rompe e sia perché trasporta i composti a un fattore di trascrizione che aumenta l'espressione dei geni associati alla cognizione", ha detto Noy.

Può essere rilevante perché:

Anche se nell'articolo gli autori si sono ben guardati dal citare le malattie per nome, vari indizi (come il target e il luogo di azione) portano a dedurre che la ricerca si adatti alla demenza di Alzheimer.

Anche se gli endocannabinoidi influenzano dei processi fisiologici essenziali, dall'appetito alla memoria, la parte «cannabinoide» della parola significa che questi composti biologici naturali agiscono come le droghe, tipo la marijuana e l'hashish. Troppo endocannabinoide può portare a difficoltà di apprendimento e di memoria.

In termini semplici, la FABP5 trasporta gli endocannabinoidi per essere elaborati. La FABP5 funziona come un autobus e porta gli endocannabinoidi del cervello e i loro prodotti biologici a due stazioni all'interno della cellula neurone. La FABP5 cattura gli endocannabinoidi che entrano nel neurone e li consegna ad un enzima che li degrada (stazione 1). Poi, il prodotto degradato viene prelevato dalla stessa proteina FABP5 e portato al nucleo delle cellule; nello specifico ad un fattore di trascrizione all'interno di esso (stazione 2). Il legame del prodotto degradato attiva il fattore di trascrizione e gli permette di indurre l'espressione di vari geni. I geni che sono indotti in questo caso indicano alle cellule di adottare misure che promuovono l'apprendimento e la memoria.

Noy e soci hanno inoltre confrontato la memoria e l'apprendimento dei topi carenti di FABP5 e di quelli normali. In un test, entrambi i gruppi di topi hanno ripetutamente nuotato in labirinti che avevano una piattaforma in un luogo stabilito, dove potevano salire fuori dall'acqua. Durante le nuotate successive, i topi normali hanno raggiunto la piattaforma in fretta perché avevano imparato - e ricordato - la sua posizione. Le loro controparti con deficit di FABP5 ci hanno messo molto di più, trovando in genere la posizione della piattaforma per caso. "Oltre alla regolazione della crescita cellulare, come nella pelle e nelle cellule tumorali, per esempio, la FABP5 ha anche un ruolo chiave nei neuroni del cervello", ha detto Noy. "La FABP5 controlla le azioni biologiche di piccoli composti che influenzano la memoria e l'apprendimento, e che attivano un fattore di trascrizione che regola la funzione neuronale".

Il finanziamento per questo progetto è venuto dal National Institutes of Health.

Fonte: Case Western Reserve University (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: S. Yu, L. Levi, G. Casadesus, G. Kunos, N. Noy. Fatty Acid-binding Protein 5 (FABP5) Regulates Cognitive Function Both by Decreasing Anandamide Levels and by Activating the Nuclear Receptor Peroxisome Proliferator-activated Receptor / (PPAR / ) in the Brain. Journal of Biological Chemistry, 2014; 289 (18): 12748 DOI: 10.1074/jbc.M114.559062

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