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Astrotactina-2: il legame mancante per autismo, ADHD e affiliati?

Uno studio condotto da ricercatori della Rockefeller University ha dimostrato che i difetti di una proteina del cervello possono essere alla base di una serie di disturbi dello sviluppo neurologico. Nel cervello, le cellule nervose mantengono l’interazione con altri neuroni attraverso l’espressione di alcune proteine ​​sulle loro membrane. Tuttavia, le proteine ​​di superficie che rimangono troppo a lungo sulla membrana possono interrompere le connessioni tra le sinapsi. Come riportato negli Atti della National Academy of Sciences, Mary Hatten e il collega Hourinaz Behesti hanno dimostrato che una proteina chiamata astrotactina-2 (ASTN2) è coinvolta nel trasferire le proteine ​​lontano dalla membrana neuronale in modo tempestivo. Suggeriscono anche che le mutazioni in ASTN2 possono portare a disturbi dello sviluppo neurologico. Mediante le procedure di laboratorio (IP / MS), il team ha identificato i partner di legame ASTN2, tra cui neuroligina, ROCK2 e KCC2, un cotrasportatore di potassio / cloro che regola il gradiente di ioni cloruro intracellulare, la morfogenesi delle ramificazioni cellulari ed è anche implicato nell’ASD. Alcune di queste proteine ​​leganti sono coinvolte nella formazione delle sinapsi e nel traffico di proteine.

Hetten aveva precedentemente dimostrato che ASTN2 funge da “trafficante” che sposta i recettori lungo durante la migrazione cellulare nello sviluppo iniziale del cervello. ASTN2 rimuove le proteine ​​di superficie per endocitosi. Hetten e Behesti hanno scoperto che la proteina esiste principalmente nelle parti dei neuroni che muovono le proteine di continuo. I ricercatori riportano che l’aumento dell’espressione ASTN2 nei neuroni, ha portato ad una diminuzione del livello dei partner di legame, indicando che ASTN2 si lega a queste proteine ​​e poi le sposta dalla membrana in modo che possano essere degradate all’interno della cellula. Hanno anche dimostrato che i neuroni con maggiore ASTN2 producono sinapsi più forti, e sospettano che livelli più bassi della proteina possano causare la formazione di sinapsi più deboli. Il team suggerisce che l’ASTN2 insufficiente provoca la raccolta di proteine ​​sulla superficie cellulare e interrompe le connessioni e la comunicazione tra i neuroni. Lo studio supporta altre ricerche che suggeriscono che l’espressione interrotta delle proteine ​​neuronali possa essere alla base dei disturbi dello sviluppo neurologico come le difficoltà di apprendimento e l’autismo.

Il dott. Behesti commenta le implicazioni dello studio: “In precedenza, abbiamo dimostrato che ASTN2 interagisce con ASTN1, una proteina di membrana superficiale che regola la migrazione neuronale guidata dalla glia. Recentemente, sono state identificate varianti numeriche di ASTN2, sia delezioni che duplicazioni, in pazienti con disturbi dello sviluppo neurologico, tra cui il disturbo bipolare, il disturbo dello spettro autistico, la schizofrenia e il disturbo da deficit di attenzione-iperattività (ADHD). Le sinapsi non sono statiche; o servono per la memoria o servono per altre funzioni, il loro ricambio di proteine è molto alto. Hanno bisogno di rispondere in tempo reale agli stimoli dinamici; e uno dei modi in cui lo fanno è cambiando la loro espressione proteica di superficie. Ciò suggerisce anche che valga la pena studiare il cervelletto per comprendere le condizioni neurodegenerative che abbiamo menzionato prima. I risultati attuali suggeriscono che ASTN2 è un regolatore chiave del traffico dinamico di proteine ​​sinaptiche nel cervelletto e fornisce supporto all’idea che una regolazione aberrante dell’omeostasi proteica sia una causa che contribuisce a disturbi dello sviluppo complessi come l’autismo ed il ritardo mentale congenito“.

  • a cura del Dr. GIanfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Behesti H et al. Proc Natl Acad Sci USA 2018 Sep 21.

Arioka Y et al., Ozaki N. Stem Cell Res. 2018; 30:81-84. 

Berkowicz S et al. Semin Cell Dev Biol. 2017; 72:171-81.

Chang H et al. J Biol Chem. 2017 Feb; 292(8):3506-3516.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
Dott. Gianfrancesco Cormaci
Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998, specialista in Biochimica Clinica dal 2002, ha conseguito dottorato in Neurobiologia nel 2006. Ex-ricercatore, ha trascorso 5 anni negli USA alle dipendenze dell' NIH/NIDA e poi della Johns Hopkins University. Guardia medica presso la casa di Cura Sant'Agata a Catania. In libera professione, si occupa di Medicina Preventiva personalizzata e intolleranze alimentari. Detentore di un brevetto per la fabbricazione di sfarinati gluten-free a partire da regolare farina di grano. Responsabile della sezione R&D della CoFood s.r.l. per la ricerca e sviluppo di nuovi prodotti alimentari, inclusi quelli a fini medici speciali.

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