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Una tazza di tè all’ibisco rosso rubino non solo riscalda il corpo in inverno, ma è anche noto per rafforzare il sistema immunitario, controllare la pressione sanguigna e ridurre il peso corporeo.

Ed ecco un’altra ragione per godersi questo tè: potrebbe sconfiggere il morbo di Alzheimer.

Il professor Kyong-Tai Kim e il dottorando Kyung Won Jo (Dipartimento di scienze della vita) presso POSTECH hanno verificato che la gossypetina trovata nell’ibisco attiva la microglia, la cellula immunitaria residente nel cervello. Il team di ricerca ha anche dimostrato che la microglia elimina l’amiloide-beta (Aβ) nel cervello per migliorare i disturbi cognitivi causati dalla malattia di Alzheimer (AD).

L’AD inizia quando gli aggregati proteici Aβ e Tau formano depositi nel tessuto cerebrale. Le microglia interiorizzano tali aggregati (fagocitosi) per proteggere il cervello. Tuttavia, l’esposizione incessante all’Aβ alla fine esaurirà la microglia, portando a una reazione infiammatoria cronica e danni alle cellule nervose.

Di conseguenza, la vittima soffre di declino cognitivo e perdita di memoria.

Durante la ricerca di un nuovo trattamento dell’AD senza gravi effetti collaterali, il team di POSTECH si è concentrato sulla gossypetina, un composto flavonoide presente nell’ibisco, noto anche come Hibiscus sabdariffa o rosella.

Il team di ricerca ha trattato i topi modello Alzheimer con gossypetina attraverso la somministrazione intragastrica per tre mesi e ha concluso che la loro memoria e cognizione compromesse erano quasi ripristinate al livello normale.

Inoltre, hanno visto una diminuzione dei vari tipi di aggregati Aβ, che si trovano comunemente nel tessuto cerebrale con demenza di tipo AD.

I ricercatori hanno quindi collaborato con il professor Jong Kyoung Kim (Dipartimento di scienze della vita presso POSTECH) e hanno proceduto al sequenziamento dell’RNA a cellula singola. L’analisi ha dimostrato che la gossypetina ha impedito l’espressione di geni associati alla gliosi, che promuove reazioni infiammatorie croniche, aumentando al contempo l’espressione di geni associati alla fagocitosi Aβ. In altre parole, la gossypetina ha facilitato la clearance dell’Aβ della microglia.

Il professor Kyong-Tai Kim ha spiegato: “Abbiamo confermato che la rimozione degli aggregati di Aβ depositati nel cervello è efficace nella prevenzione e nel trattamento della demenza. La gossypetina dall’ibisco contribuirà allo sviluppo di un farmaco sicuro e conveniente per i pazienti affetti da AD”.

Pubblicato su Alzheimer’s Research & Therapy, lo studio è stato condotto con il supporto di NovMetaPharma Co. e sono previsti studi clinici per lo sviluppo di trattamenti per la prevenzione e il trattamento della demenza che utilizzano la gossipgossypetinaetina.

Font: sciencedailyPOSTECH

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 cerebrali umane 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 ddell’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

La scoperta dell’insulina negli anni ’20 segnò la svolta del mistero del diabete, durato quasi 3.500 anni (una malattia descritta per la prima volta negli antichi papiri egiziani). Fino alla sua scoperta, i medici hanno lottato per spiegare come sintomi quali l’urina zuccherosa, la sete costante e la minzione frequente potrebbero portare disturbi che vanno dalla cecità e danni ai nervi al coma e alla morte.

Nel corso del secolo scorso, gli scienziati hanno descritto il ruolo centrale dell’ormone come regolatore dello zucchero nel sangue, mappando le sue vie di segnalazione cellulare e stabilendo il suo coinvolgimento nel diabete e in una serie incredibile di )altre condizioni croniche, tra cui neurodegenerazione, malattie cardiovascolari e cancro.

diabeteTuttavia, molti aspetti della segnalazione dell’insulina rimangono poco chiari, in particolare i suoi effetti a lungo termine sulle cellule, e attualmente non esistono cure efficaci per le centinaia di milioni di persone in tutto il mondo che convivono con il diabete.

Ora, i ricercatori della Harvard Medical School hanno fatto nuove scoperte chiave sul comportamento molecolare dell’insulina. Una pubblicazione su Cell, il 4 aprile, descrivono un meccanismo inatteso con il quale l’insulina innesca cambiamenti nell’espressione di migliaia di geni in tutto il genoma.

Le loro analisi mostrano che il recettore dell’insulina – un complesso proteico sulla superficie cellulare – trasporta l’insulina nel nucleo cellulare dopo averla legata. Una volta lì, aiuta ad avviare l’espressione dei geni coinvolti nelle funzioni e nelle malattie legate all’insulina. Questo processo è stato alterato nei topi con insulino-resistenza.

I risultati delineano una serie di potenziali bersagli terapeutici per le malattie legate all’insulina e stabiliscono una vasta gamma di percorsi futuri di ricerca sulla segnalazione dell’insulina, compresi potenziali indizi sui meccanismi biologici sottostanti che differenziano il diabete di tipo 1 e di tipo 2.

“I nostri risultati aprono la porta a un nuovo campo di studio sul recettore dell’insulina, un notevole complesso proteico espresso in quasi tutte le cellule e implicato nelle principali malattie croniche che colpiscono centinaia di milioni di persone”, ha detto l’autore dello studio John Flanagan, professore di biologia cellulare presso HMS.

“Comprendere i meccanismi fondamentali di come funzionano le cellule può aiutarci a progettare nuovi farmaci o migliorare quelli già esistenti, e il recettore dell’insulina ha certamente un potenziale per enormi ritorni sugli investimenti”, ha aggiunto Flanagan.

Prodotto da cellule specializzate nel pancreas, l’ormone insulina funge da principale segnale alle cellule per assorbire il glucosio dal flusso sanguigno e iniziare la produzione e il metabolismo di carboidrati, grassi e proteine. Questo processo è essenziale per la normale funzione cellulare, la crescita e la conservazione dei nutrienti.

Le disfunzioni nella segnalazione dell’insulina danno luogo a una serie di gravi malattie croniche. Nel diabete di tipo 1, le cellule pancreatiche non producono abbastanza insulina e nel diabete di tipo 2 – la forma molto più comune della condizione – le cellule diventano resistenti all’insulina. Senza un’adeguata segnalazione dell’insulina, il glucosio si accumula nel sangue dove danneggia i tessuti e gli organi. L’insulino-resistenza è stata anche implicata nelle malattie neurodegenerative come l’Alzheimer e il Parkinson, e l’eccessiva segnalazione di insulina contribuisce a una varietà di

Strani compagni di letto

Flanagan e colleghi erano ampiamente interessati a studiare come i recettori della superficie cellulare comunicano con l’interno di una cellula e hanno eseguito test per identificare le proteine ​​associate al recettore dell’insulina. I loro esperimenti hanno suggerito che una delle più importanti di queste proteine ​​è la RNA polimerasi, un enzima responsabile della trascrizione del DNA in RNA  il primo passo nell’espressione genica.

Questo è stato inaspettato, ha detto Flanagan, perché l’RNA polimerasi funziona all’interno del nucleo di una cellula – lontano dalla superficie della cellula in cui si trova il recettore dell’insulina. Ulteriori analisi hanno rivelato una spiegazione inaspettata.

Il team ha scoperto che, dopo che il recettore dell’insulina lega l’insulina, viene fisicamente trasportato dalla superficie cellulare al nucleo attraverso un meccanismo non ancora identificato. Una volta lì, si lega all’RNA polimerasi sulla cromatina, il complesso del DNA proteico che le cellule usano per immagazzinare i loro genomi.

Una lunga ricerca sul genoma ha rivelato circa 4.000 regioni genomiche in cui il recettore insulinico si lega con un grado di specificità che è impossibile sia dovuto al caso. La stragrande maggioranza di queste regioni era presso i promotori – sequenze di DNA che avviano l’espressione di geni.

Un’alta percentuale di geni mirati erano coinvolti in funzioni correlate all’insulina, in particolare la sintesi e la conservazione di lipidi e proteine. Alcuni sottoinsiemi di geni sembravano essere unici per diversi tipi di tessuto. Le analisi hanno anche identificato numerosi geni correlati alla malattia, compresi quelli legati al diabete, al cancro e alla neurodegenerazione.

Paradosso lipidico

In modo intuitivo, i ricercatori hanno scoperto che il recettore dell’insulina non si rivolge in modo specifico ai geni coinvolti nel metabolismo dei carboidrati, una delle funzioni principali della segnalazione dell’insulina. Questo è stato un risultato intrigante per molte ragioni, ha detto Flanagan, soprattutto a causa delle differenze osservate tra le due principali forme di diabete. Entrambi i tipi implicano problemi con la sintesi e la conservazione dei carboidrati. Tuttavia, se non trattata, i pazienti con diabete di tipo 1 perdono peso, mentre il diabete di tipo 2 è associato all’obesità.

“L’eccessivo accumulo di lipidi osservato nel diabete di tipo 2, rispetto al tipo 1, è un po ‘paradossale’ perché la segnalazione dell’insulina interrotta dovrebbe causare problemi sia con la sintesi dei lipidi sia con l’immagazzinamento, cioè in entrambe le condizioni”, ha detto.

“La scoperta che i geni che identificati alla fine del percorso sono coinvolti nel metabolismo dei lipidi, ma non nel metabolismo dei carboidrati, potenzialmente, ci apre una finestra sul differente effetto tra carboidrati e lipidi”, ha detto Flanagan. “Ma non lo sapremo fino a quando non faremo ulteriori esperimenti.

Nuovi percorsi

I ricercatori hanno avuto una serie di altre intuizioni su come il recettore dell’insulina regola i geni. Hanno identificato diverse proteine ​​aggiuntive che svolgono un ruolo in questo processo. Una di particolare interesse è stata HCF-1 (cellula ospite fattore-1), che è espressa in tutte le cellule ed è coinvolta nella regolazione del ciclo cellulare e della crescita. Sembra svolgere un ruolo fondamentale nel reclutamento del recettore dell’insulina e di altre proteine ​​nella posizione di un promotore per avviare l’attivazione genica.

Il team ha anche studiato gli effetti dell’insulino-resistenza su questa via. Dare il glucosio ai topi per innescare un aumento dell’insulina nel sangue ha portato ad un aumento del legame dell’insulina recettore-cromatina. I topi con insulino-resistenza, tuttavia, hanno mostrato una riduzione di 30 volte del legame recettore-cromatina, un’osservazione che suggerisce un alto grado di sensibilità all’insulino-resistenza.

Mentre il recettore dell’insulina è stato studiato intensamente per decenni, questi risultati rappresentano un nuovo percorso per la funzione di segnalazione dell’insulina e gettano luce su potenziali meccanismi per gli effetti a lungo termine dell’insulina nel corpo.

Curiosamente, fin dagli anni ’70, gli scienziati avevano indizi che il recettore dell’insulina e altri membri della stessa classe di recettori della superficie cellulare, noti come recettori tirosin-chinasi, possono essere trovati all’interno del nucleo della cellula. Queste osservazioni sono rimaste scarsamente comprese e il processo che sta dietro di loro non è mai stato completamente descritto.

L’identificazione di questo percorso apre nuove vie di indagine sul recettore dell’insulina e altri membri della stessa famiglia di recettori, che funzionano come interruttori chiave “on” o “off” per un’ampia gamma di importanti processi cellulari.

“Siamo stati sorpresi di trovare prove così forti che l’intero complesso del recettore dell’insulina si sposta nel nucleo, e inizialmente eravamo molto scettici”, ha detto Flanagan. “Ancora non sappiamo come esattamente ciò accada, ma abbiamo bloccato i dettagli di gran parte di questo processo su scala genomica”.

“Una migliore comprensione ci aiuterà a migliorare la nostra conoscenza della biologia della segnalazione dell’insulina in salute e nelle malattie, così come di altre tirosine chinasi del recettore, che sono obiettivi allettanti per terapie farmacologiche a causa del loro coinvolgimento in una vasta gamma di malattie”, Flanagan ha aggiunto.

Fonte: Science daily