HomeSaluteCervello e sistema nervosoAlzheimer: nuove rivelazioni sulla formazione delle placche beta amiloidi

Alzheimer: nuove rivelazioni sulla formazione delle placche beta amiloidi

Immagine: i ricercatori hanno scoperto che, contrariamente a quanto comunemente ritenuto, una proteina beta-amiloide che si trova nelle placche cerebrali nella malattia di Alzheimer, può inizialmente formare grumi di due unità che sono sferici e non ben definiti.
Image credit: N. Carulla / IRB Barcelona
L’aggregazione di proteina beta-amiloide in placche che intasano il cervello è una caratteristica fondamentale della malattia di Alzheimer. Molte ricerche sulle cause e trattamento della malattia si basano su tecniche che caratterizzano questo processo. Ora, un nuovo studio contesta un’ opinione comune sulla forma e composizione delle strutture iniziali che si formano quando le molecole di beta-amiloide si fondono insieme.

Lo studio, condotto dall’Istituto di Ricerca biomedica di Barcellona (IRB Barcellona) in Spagna, è stato pubblicato sulla rivista Scientific Reports

Esso constata una tecnica usata dai ricercatori  per analizzare i grumi di beta-amiloide  quando inizialmente si aggregano, in quanto è viziata dalle conclusioni  circa le forme delle proteine ​​aggregate e il numero di molecole che contengono. La tecnica è chiamata SDS-PAGE.

Per il loro studio, il team si è concentrato su “fibrille A beta” – le strutture iniziali che si formano nel cervello quando le proteine ​​beta-amiloide cominciano ad ammassarsi. La Dr.ssa Natàlia Carulla, specializzata in chimica biomedica presso l’ IRB di Barcellona, ​​spiega perché questo lavoro è importante:

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“La conoscenza completa del numero di unità e conformazione delle fibrille Abeta nelle fasi iniziali di aggregazione, è cruciale per la progettazione di farmaci in grado di rompere o impedire la loro formazione”.

Il team ha scelto di studiare due delle più comuni forme di Abeta – Abeta 40 e Abeta 42 – composte da 40 e 42 aminoacidi, rispettivamente, con Abeta 42 come la variante più comunemente presente nella malattia di Alzheimer.

I ricercatori fanno notare che quando SDS-PAGE è stato utilizzato per analizzare le strutture di Abeta 40 e Abeta 42, ha mostrato che Abeta 40 si sono auto-aggregate in sequenza di moduli dimeri  (due unità), trimeri (tre unità) e tetrameri (quattro unità), mentre Abeta 42 forma soprattutto pentameri (cinque unità) ed  esameri (sei unità).

Ciò significa che, dal momento che Abeta 42 ha un ruolo più importante nella malattia di Alzheimer, molti studi hanno concluso che pentameri e esameri sono gli elementi di base delle fibrille di beta-amiloide nella malattia di Alzheimer.

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A causa del presupposto che Abeta 42 è formata principalmente da pentameri ed esameri, si è pensato che queste strutture definite siano formate da”beta-sheets” o ” filo β” e di conseguenza sono stati sviluppati farmaci partendo dal presupposto che essi  devono agire sulla struttura beta-sheet.  Un filone beta ( o filo β) è un tratto di polipeptide formato da una catena di 3/10 aminoacidi con spina dorsale in una conformazione estesa. L’associazione di livello superiore di fogli beta è implicata nella formazione degli aggregati proteici e fibrille osservate in molte malattie umane, in particolare le amiloidosi come il morbo di Alzheimer.

Tuttavia, il Dr Carulla e colleghi affermano che c’è un difetto in SDS-PAGE che mostra Abeta 42 formata soprattutto da pentameri e esameri.

Utilizzando una nuova tecnica basata sulla spettrometria di massa, i ricercatori hanno osservato che sia Abeta 40 che Abeta 42 sono formate da moduli dimeri, trimeri e tetrameri e che in queste fasi iniziali questi aggregati sono sferici e mancano di una struttura definita.

I ricercatori suggeriscono l’ipotesi che i farmaci che interferiscono con la struttura beta-sheet, al fine di indirizzare il processo di aggregazione di beta-amiloide nella malattia di Alzheimer, devono essere riconsiderati e raccomandano cautela quando si utilizza SDS-PAGE per studiare gli aggregati di Abeta.

Il Dr. Carulla ed i suoi colleghi sono ora alla ricerca di molecole che potrebbero impedire la formazione delle strutture Abeta iniziali.

Fonte: SDS-PAGE analysis of Aβ oligomers is disserving research into Alzheimer´s disease: appealing for ESI-IM-MS, Rosa Pujol-Pina et al., Scientific Reports, doi:10.1038/srep14809, published online 9 October 2015.

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