Abbattere le fibre proteiche che causano la malattia

Gli accumuli della proteina alfa-sinucleina nelle cellule nervose del cervello svolgono un ruolo importante nel morbo di Parkinson e in altre malattie neurodegenerative. ? dimostrato che questi accumuli proteici possono migrare da una cellula nervosa all'altra, portando alla progressione della malattia. Un team di ricercatori guidato da scienziati dell'ETH ha ora studiato questo trasporto e scoperto come l'organismo può eliminare gli accumuli dannosi. I risultati aprono la strada a nuovi approcci per il trattamento delle malattie neurodegenerative.

Le fibre lunghe (fibrille) in cui può accumularsi un gran numero di molecole di alfa-sinucleina sono rilevanti per la malattia. Le singole molecole di alfa-sinucleina non assemblate, invece, sono fondamentali per il funzionamento del cervello sano: la proteina svolge un ruolo importante nel rilascio del neurotrasmettitore dopamina nelle sinapsi delle cellule nervose. Se la proteina forma fibrille nelle cellule nervose dei pazienti, per le quali deve prima cambiare la sua forma tridimensionale, non può più svolgere questa funzione. Inoltre, le fibrille sono tossiche per le cellule nervose. Le cellule produttrici di dopamina muoiono, provocando una carenza di dopamina nel cervello e, di conseguenza, i sintomi tipici della malattia di Parkinson, come i tremori muscolari.

Decodificato il meccanismo di degradazione

In esperimenti di coltura cellulare, i ricercatori hanno dimostrato che sono le fibrille di alfa-sinucleina a essere assorbite dalle cellule sane e ad accumularsi in esse. "Una volta che le fibrille sono entrate in una nuova cellula, vi reclutano altre molecole di alfa-sinucleina, che cambiano forma e si accumulano. Si presume che le fibrille infettino in questo modo una cellula dopo l'altra e, nel tempo, intere regioni cerebrali", spiega Paola Picotti, professoressa di biologia delle reti proteiche all'ETH di Zurigo. ? stata lei a progettare lo studio, guidato da Juan Gerez, un post-dottorando del suo gruppo, e pubblicato sull'ultimo numero della rivista scientifica pagina esternaScienza Medicina traslazionale pubblicato.

Inoltre, gli scienziati dell'ETH di Zurigo, dell'Ospedale universitario di Zurigo e dell'Università della California di San Diego sono riusciti a decifrare un meccanismo cellulare attraverso il quale le fibrille di alfa-sinucleina vengono degradate naturalmente. Si tratta di un complesso proteico noto come SCF, che riconosce specificamente le fibrille di alfa-sinucleina e le indirizza verso un meccanismo di degradazione cellulare noto. In questo modo, la diffusione delle fibrille viene bloccata, come dimostrato dagli scienziati in esperimenti sui topi: quando i ricercatori hanno disattivato la funzione di SCF, le fibrille di alfa-sinucleina non sono più state degradate nelle cellule nervose. Al contrario, si sono accumulate nelle cellule e si sono diffuse in tutto il cervello.

Cellule staminali o terapia genica

Picotti e Gerez vedono come questo meccanismo di degradazione dell'SCF possa essere utilizzato a livello terapeutico. "Più il complesso SCF è attivo, più le fibrille di alfa-sinucleina vengono degradate, il che potrebbe contrastare la progressione delle malattie neurodegenerative", afferma Gerez. Il complesso SCF ha una vita molto breve e si rompe in pochi minuti. Gli approcci terapeutici prevedono, da un lato, la stabilizzazione di questo complesso e, dall'altro, l'aumento della sua capacità di interagire con le fibrille di alfa-sinucleina. A questo scopo, ad esempio, potrebbero essere sviluppati dei farmaci.

Un altro approccio per aiutare i malati di Parkinson è il trapianto di cellule staminali nervose nel cervello del paziente, spiega Picotti. I tentativi precedenti non hanno avuto molto successo perché le cellule sane del cervello sono state a loro volta infettate dalle fibrille di alfa-sinucleina. "Se riusciamo a modificare le cellule staminali in modo che non assumano le fibrille o che degradino immediatamente le fibrille che sono state assunte, questo potrebbe far progredire in modo significativo la terapia con le cellule staminali", afferma il professore dell'ETH. Infine, la terapia genica potrebbe essere utilizzata per stabilizzare il complesso SCF nelle cellule nervose e aumentarne così l'attività. "Per quanto riguarda le possibili terapie, tuttavia, siamo ancora agli inizi", sottolinea Gerez. "E non è ancora chiaro se sia possibile sviluppare una terapia efficace".