Ricerche

I neuroni mancanti delle proteine della famiglia APP mostrano meno connessioni sinaptiche (Fonte: © Susanne Klein, Heidelberg University)

Anche se la proteina APP è ben nota per il suo ruolo cruciale nel morbo di Alzheimer (MA), il suo contributo alla funzione cerebrale normale, al contrario, è rimasto in gran parte sconosciuto fino ad ora.

Di recente, un team internazionale di ricerca, guidato dalla prof.ssa Ulrike Müller, biologa molecolare dell'Università di Heidelberg, ha acquisito nuove informazioni sulle funzioni fisiologiche della famiglia delle proteine ​APP, usando un topo modello senza APP.

L'assenza di APP durante lo sviluppo cerebrale ha dimostrato di provocare la malformazione di importanti regioni cerebrali implicate nell'apprendimento e nella formazione della memoria. Di conseguenza, questi topi erano gravemente deteriorati nelle loro abilità di apprendimento e mostravano un comportamento simile a un autistico.

Il MA viene scatenato da depositi di proteine ​​insolubili nel cervello, che si aggregano attorno alle cellule nervose, formando placche. Queste placche consistono principalmente di piccoli peptidi di amiloide-β (Aβ), che sono il prodotto del taglio della proteina precursore dell'amiloide (APP, amyloid precursor protein). I peptidi Aβ infliggono danni alle cellule nervose e alla fine li portano alla morte.

Mentre conosciamo da anni l'effetto dannoso dei peptidi Aβ sui neuroni, sappiamo poco sulle funzioni fisiologiche naturali dell'APP. Secondo i ricercatori, questa prospettiva non patologica è degna di indagini, considerando il fatto che l'APP, così come altre due proteine ​​strettamente correlate, è prodotta dalla maggior parte delle cellule nervose nel cervello, in particolare nelle regioni critiche per l'apprendimento e la memoria.

Per indagare sul ruolo della famiglia delle proteine APP nello sviluppo e nella funzionalità del sistema nervoso, il gruppo di ricerca della prof.ssa Müller ha usato come organismo modello dei topi progettati geneticamente per bloccare la produzione di tutte le proteine ​​della famiglia APP. Un esame attento ha rivelato che la perdita di APP durante lo sviluppo del cervello ha portato a malformazioni nella struttura stratificata dell'ippocampo, una regione del cervello essenziale per la formazione della memoria.

Ulrike Müller, che dirige il Dipartimento di Genomica Funzionale all'Istituto di Farmacia e Biotecnologia Molecolare dell'Università di Heidelberg, afferma:

"Abbiamo osservato che l'assenza di APP ha portato al deterioramento del cablaggio neuronale e una diminuzione del numero di connessioni sinaptiche. Ha anche ridotto la comunicazione tra le cellule nervose e ha influenzato gravemente le prestazioni dell'animale nei test di comportamento che valutano l'apprendimento.

"Il team è stato sorpreso di scoprire anche che queste rotture nello sviluppo del cervello hanno dato origine a cambiamenti comportamentali che assomigliavano a quelli presenti nel disturbo dello spettro autistico. I topi mostravano i caratteristici modelli di movimento ricorrenti e la mancanza di interesse nelle interazioni sociali con i loro simili.

"I nostri risultati suggeriscono che la famiglia APP ha un ruolo cruciale nello sviluppo normale del sistema nervoso, dell'apprendimento, della formazione della memoria e della comunicazione sociale. In futuro, queste comprensioni possono aiutare lo sviluppo di terapie innovative per il MA".

Finanziato dalla German Research Foundation e pubblicato in The Embo Journal, questo studio è stato uno sforzo collaborativo internazionale che ha coinvolto il gruppo di ricerca con sede a Heidelberg e scienziati della Technische Universität Braunschweig, dell'Università di Mainz e dell'Università di Zurigo (Svizzera).