Alzheimer: una proteina sintetica blocca la beta-amiloide tossica
L’Alzheimer è una malattia implacabile in cui i gruppi tossici di proteina beta-amiloide si raccolgono nelle cellule cerebrali.
Ora, gli scienziati hanno progettato un peptide sintetico, o una piccola proteina, in grado di bloccare la beta-amiloide nelle fasi iniziali e più dannose.
Il peptide sintetico, che ha solo 23 aminoacidi, si piega in strutture chiamate fogli alfa. Le lastre si legano a piccoli gruppi di beta-amiloide in fase iniziale e li fermano formando masse più grandi.
Una squadra dell’Università di Washington (UW) a Seattle e altri centri di ricerca negli Stati Uniti hanno progettato e prodotto il peptide sintetico e lo hanno anche testato su cellule e animali.
I test hanno mostrato che i fogli alfa del peptide riducevano l’impatto tossico della beta-amiloide nelle cellule del cervello umano coltivate. I fogli hanno anche bloccato le prime forme di beta-amiloide in modelli animali con il morbo di Alzheimer.
L’obiettivo della National Academy of Sciences sarà presto caratterizzato da un articolo sullo studio.
I ricercatori dicono che i risultati potrebbero portare a trattamenti che cancellano la beta-amiloide tossica nelle sue prime forme. Vedono anche il potenziale per l’utilizzo del peptide come base di un test per diagnosticare la malattia di Alzheimer prima che i sintomi emergano.
Forme di beta-amiloide
La beta-amiloide tossica è un segno distintivo del morbo di Alzheimer. Ma non tutte le forme di beta-amiloide sono tossiche. Le cellule cerebrali, o neuroni, formano la proteina in una forma semplice chiamata monomero. Le forme di monomero beta-amiloide svolgono compiti essenziali nelle cellule cerebrali.
Tuttavia, nelle persone con malattia dell’Alzheimer, i monomeri beta-amiloide si raggruppano in oligomeri, che possono contenere fino a 12 monomeri.
La formazione di depositi proteici è una caratteristica tipica delle malattie in cui una proteina non riesce a piegarsi correttamente nella forma necessaria per fare il suo lavoro.
Nella malattia dell’Alzheimer, gli oligomeri continuano a crescere in forme più lunghe, e alla fine, formano depositi o placche molto più grandi.
Inizialmente, gli scienziati pensavano che le placche fossero la forma più tossica di beta-amiloide che produceva sintomi della malattia dell’Alzheimer, come perdita di memoria e capacità di pensare.
Tuttavia, a causa di prove crescenti, sempre più esperti suggeriscono che i precedenti stadi oligomeri della beta-amiloide sono probabilmente i più tossici per le cellule cerebrali.
Il peptide sintetico bersaglia gli oligomeri
I ricercatori hanno progettato i fogli alfa del peptide sintetico per colpire il beta-amiloide mentre si trova allo stadio di formazione dell’oligomero.
“Questo è”, dice l’autore dello studio Valerie Daggett, (professoressa di bioingegneria presso la UW, “sul targeting di una specifica struttura di [beta-amiloide] formata dagli oligomeri tossici”.
Lo studio, aggiunge, mostra che è possibile concepire fogli alfa di peptide sintetico le cui strutture “completano” quelle di beta-amiloide prima che assuma una forma tossica, “lasciando intatti i monomeri biologicamente attivi”.
Il processo di produzione di proteine nelle cellule produce, infine, molecole di diverse forme 3D. Il primo passo consiste nel piegare la lunga catena in una delle diverse forme di base.
La squadra della Prof.ssa Daggett aveva scoperto una di queste forme di base – il foglio alfa – in precedenti lavori in cui avevano simulato la produzione di proteine su computer.
Il recente studio rivela che gli oligomeri beta-amiloide adottano la forma del foglio alfa mentre formano più ciuffi e placche.
Mostra anche che il foglio di peptide alfa sintetico si lega solo ai fogli di alfa oligomero beta-amiloide e che questo neutralizza la loro tossicità.
Grande calo degli oligomeri beta-amiloidi
Il team ha utilizzato spettroscopi tradizionali e all’avanguardia per osservare come la beta-amiloide è passata dai monomeri a oligomeri e alle placche in cellule cerebrali umane coltivate.
Hanno anche confermato che gli oligomeri erano più dannosi per le cellule del cervello rispetto alle placche. Questa scoperta supporta studi che hanno trovato placche di beta-amiloide nel cervello di persone senza malattia di Alzheimer.
Il team ha dimostrato che il trattamento di campioni di tessuto cerebrale murino l’Alzheimer con fogli alfa di peptide sintetico portando a una riduzione dell’82% di oligomeri beta-amiloidi.
Inoltre, il trattamento dei topi vivi con fogli alfa di peptide sintetico ha ridotto i livelli di oligomero beta-amiloide del 40% in 24 ore.
Il team ha anche condotto esperimenti su un altro modello comune della malattia dell’Alzheimer, il verme Caenorhabditis elegans (è un verme nematode fasmidario). Questi hanno mostrato che il trattamento con le strutture alfa di peptide sintetico era in grado di ritardare la paralisi dovuta alla beta-amiloide.
I vermi trattati hanno anche mostrato meno danni all’intestino che si sviluppano quando si nutrono di batteri che producono beta-amiloide.
Infine, i ricercatori hanno dimostrato che potrebbe essere possibile utilizzare strutture alfa di peptide sintetico per testare i livelli di oligomeri beta-amiloidi.
Il professor Daggett e il suo team stanno già sperimentando nuove versioni di strutture alfa del peptide sintetico per trovare quelle in grado di neutralizzare gli oligomeri beta-amiloide ancora più efficacemente.
[La beta-amiloide] svolge sicuramente un ruolo guida nella malattia dell’Alzheimer ma, mentre storicamente l’attenzione è stata sulle placche, sempre più ricerche indicano invece che gli oligomeri beta amiloidi sono gli agenti tossici che interrompono i neuroni”.
Fonte: Medical News Today
