Ricerche

I ricercatori del RIKEN Brain Science Institute in Giappone, in collaborazione con la Juntendo University e la Japan Science and Technology Agency, hanno scoperto che un recettore delle cellule ampiamente coinvolto nella segnalazione intracellulare del calcio (recettore IP3R) può essere bloccato in uno stato di chiusura dall'azione degli enzimi, e che questo blocco può potenzialmente avere un ruolo nella riduzione della segnalazione neuronale presente nelle malattie neurodegenerative come la corea di Huntington e l'Alzheimer.

Nella ricerca pubblicata oggi nei Proceedings of the National Academy of Sciences, gli scienziati hanno riferito su esperimenti in cellule umane e in un modello di topo della malattia di Huntington, che rivelano che la transglutaminasi tipo 2 (un enzima a legame incrociato con le proteine, più alto nelle cellule dei pazienti affetti da malattie neurodegenerative) interagisce con il recettore IP3R per bloccarlo in una conformazione chiusa non funzionale, impedendole di svolgere il suo ruolo essenziale di rilascio del calcio.

Essi hanno identificato un sito specifico di aminoacido sul recettore (Gln2746), in cui avviene la modifica, approfondendo la nostra comprensione del modo in cui vengono bloccati i recettori e aprendo potenzialmente la porta a studi su altre proteine funzionali che sono anch'esse regolate da cambiamenti conformazionali.

Il canale IP3R, che si trova nel reticolo endoplasmatico, un compartimento di assemblaggio e trasporto di proteine, ha un ruolo cruciale nella segnalazione intracellulare del calcio, ed è coinvolto in una vasta gamma di funzioni cellulari, tra cui la produzione di energia mitocondriale e la regolazione dell'autofagia, il processo attraverso il quale le cellule consumano e degradano i componenti non utilizzati, per mantenere un sano equilibrio di proteine ​​funzionali.

Anche se l'autofagia è di norma un meccanismo che sostiene la manutenzione delle cellule, può anche innescare una perdita di funzione delle cellule ed è stato associato a malattie importanti come l'Huntington, l'Alzheimer e il Parkinson.

In questo lavoro, gli scienziati propongono un modello generale in base al quale la segnalazione del calcio mediata da IP3R anomalo, causata dall'azione della transglutamasi tipo 2, conduce alla disfunzione cellulare e, successivamente, alla comparsa di disfunzione cerebrale progressiva. L' attivazione della transglutaminasi tipo 2 è di solito associata all'infiammazione e allo stress, e la sua azione sul canale IP3R potrebbe spiegare le fasi di iniziazione e di progressione comuni a diverse malattie neurodegenerative.

Katsuhiko Mikoshiba, che ha condotto lo studio, dice che "il meccanismo che abbiamo identificato in questo studio ci potrebbe fornire un modello più generale di altre malattie, sia del cervello che di altre parti del corpo, dove la transglutaminasi di tipo 2 è iperespressa. Ci auguriamo che questa intuizione possa portare allo sviluppo di nuove terapie farmacologiche per una serie di malattie neurodegenerative che pongono un onere elevato ai pazienti e alla società".

Fonte:  RIKEN  (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: K. Hamada, A. Terauchi, K. Nakamura, T. Higo, N. Nukina, N. Matsumoto, C. Hisatsune, T. Nakamura, K. Mikoshiba. Aberrant calcium signaling by transglutaminase-mediated posttranslational modification of inositol 1,4,5-trisphosphate receptors. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2014; DOI: 10.1073/pnas.1409730111

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