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Parkinson e atrofia multi-sistemica: non sono la stessa cosa, come dice la proteina comune

L’alfa-sinucleina è una proteina presente naturalmente nel corpo. Si presume che sia coinvolto nella trasmissione del segnale tra i neuroni. La proteina appare sia sulla membrana cellulare che risolta all’interno delle cellule. Oltre a queste varianti “normali”, ce ne sono altre che si manifestano nelle malattie del cervello. Questo vale e. g. al morbo di Parkinson e MSA. L’atrofia multisistemica (MSA) di Parkinson, entrambe malattie neurodegenerative, sono associate all’accumulo di proteine ​​alfa-sinucleine nel cervello. Entrambi possono essere associati a vari disturbi neurologici, inclusi disturbi del movimento. Nel Parkinson e MSA le molecole alfa-sinuclein si attaccano. Di conseguenza, sorgono aggregati allungati che si depositano all’interno dei neuroni e di altre cellule cerebrali. Questi depositi compaiono successivamente in varie aree del cervello. Sono un segno distintivo della malattia e ci sono prove che questi aggregati sono dannosi per i neuroni e promuovono la progressione della malattia.

Questi depositi rappresentano un potenziale punto di partenza per i medicinali. L’idea è che i farmaci potrebbero impedire alle molecole alfa-sinuclein di attaccarsi o dissolvere gli aggregati esistenti. Per identificare potenziali siti di attracco per agenti, sono richiesti dati sulla struttura fine degli aggregati. Pertanto, la domanda è: che tipo di forma (nota anche come “pieghevole”) adottano le molecole all’interno degli aggregati? Finora, le informazioni su questo argomento erano state limitate ai dati provenienti da esperimenti di laboratorio. I ricercatori del Centro tedesco per le malattie neurodegenerative (DZNE) e dell’Istituto Max Planck per la chimica biofisica (MPI-BPC) hanno studiato la composizione molecolare di questi depositi proteici trovando diversità strutturale. Anche esperti della Corea del Sud, dell’Australia e dell’Argentina sono stati coinvolti nello studio. I risultati, pubblicati sulla rivista scientifica Nature Communications, suggeriscono che il Parkinson potrebbe essere correlato a diversi tipi di aggregati proteici.

Sono stati esaminati gli aggregati di campioni di cervello prelevati da cinque pazienti con Parkinson deceduti e cinque pazienti con MSA deceduti. Per confronto, i ricercatori hanno prodotto artificialmente diverse varianti di aggregati alfa-sinucleinici. Per questo, hanno usato le procedure standard. Per confrontare la struttura dei diversi aggregati, hanno applicato la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare e altri metodi. Le proteine ​​alfa-sinucleina di tutti gli aggregati contengono “fogli beta”, in linea con le precedenti indagini. Di conseguenza, la spina dorsale molecolare è attorcigliata in modo tale che le proteine ​​siano in gran parte bidimensionali. All’interno degli aggregati, le proteine ​​si uniscono in strati. Tuttavia, il ripiegamento non comprende l’intera proteina. Ogni proteina contiene anche aree non strutturate. Inoltre, l’orientamento dei fogli beta ha un significato per la sua funzione.

Il Prof. Markus Zweckstetter, a capo di un gruppo di ricerca presso la DZNE e la MPI-BPC, ha spiegato la logica: “Studi precedenti hanno studiato la struttura molecolare degli aggregati che sono stati sintetizzati in una provetta. Ci siamo chiesti quanto bene riflettano tali campioni prodotti artificialmente la situazione del paziente. Per questo motivo abbiamo studiato aggregati generati da campioni di tessuto di pazienti. Abbiamo collaborato a stretto contatto con partner internazionali in questo progetto. Infatti, i campioni di tessuto hanno avuto origine in Australia, gli aggregati sono stati sintetizzati in Corea del Sud e quindi abbiamo fatto gli studi di struttura a Gottinga. Abbiamo scoperto che le proteine ​​aggregate che venivano dal laboratorio erano strutturalmente diverse da tutti gli aggregati generati dal materiale del paziente. Inoltre, le proteine ​​dei pazienti con MSA differivano da quelle dei pazienti con Parkinson: le proteine ​​dei pazienti con MSA avevano tutte un forma, mentre le proteine ​​dei pazienti con Parkinson erano più eterogenee”.

Quando si confrontano le proteine dei singoli pazienti con Parkinson, esiste una certa diversità strutturale. Pertanto si tratta di quanta parte di proteina viene ripiegata e anche di come viene ripiegata. Nella struttura dell’alfa-sinucleina associata al morbo di Parkinson, c’erano alcune differenze significative tra i pazienti. Ciò potrebbe essere dovuto al fatto che il decorso del Parkinson può variare considerevolmente da un individuo all’altro. La variabilità del morbo di Parkinson potrebbe essere correlata alle differenze nella piegatura dell’alfa-sinucleina aggregata. Ciò sarebbe in contrasto con l’ipotesi “una malattia-un ceppo”, vale a dire che la malattia di Parkinson è associata a una forma aggregata chiaramente definita. Perciò i ricercatori hanno bisogno di molti più soggetti da studiare dei cinque usati per questa ricerca. Il problema è più a carico dell’MSA, che rispetto al Parkinson, poiché essa è molto più rara e nella maggioranza dei casi ancora non precisamente diagnosticata.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Lau A et al., Watts JC. Nat Neurosci. 2019 Dec 2.

Galvagnion C et al. J Phys Chem Lett. 2019 Dec 2.

Yang X et al., Baum J. Sci Reports 2019; 9(1):17579. 

Shin WS et al. Front Mol Neurosci. 2019 Nov 8; 12:268.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci

Medico Chirurgo, Specialista; PhD. a CoFood s.r.l.
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di due brevetti sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento enzimaticamente neutralizzata (owner of patents concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (Leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di articoli su informazione medica e salute sul sito www.medicomunicare.it (Medical/health information on website) - Autore di corsi ECM FAD pubblicizzati sul sito www.salutesicilia.it
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