Neuroni-Immagine Credit Public Domain.
I ricercatori hanno identificato due geni che rispondono all’accumulo di ferro correlato all’età nella substantia nigra. Il knockdown di questi geni provoca una grave compromissione della tolleranza cellulare alla tossicità del ferro.
Il ferro (Fe) si accumula nella corteccia cerebrale con l’invecchiamento. Una pletora di studi indica che il progressivo accumulo di ferro nella substantia nigra (SN) nel cervello umano anziano è un importante fattore di rischio per il morbo di Parkinson (MdP) e altre malattie neurodegenerative, ma non per tutti. Questo perché il nostro corpo ha in programma di rispondere in modo specifico al sovraccarico di ferro.
Un recente studio, condotto congiuntamente dal Professor Taejoon Kwon e dal Professor Hyung Joon Cho del Dipartimento di ingegneria biomedica dell’UNIST, descrive in dettaglio la risposta neuronale all’eccessivo accumulo di ferro, che è associato a malattie neurodegenerative legate all’età.
Studiando la risposta dei neuroni nella SN contro l’accumulo di ferro correlato all’età, il team di ricerca ha identificato un profilo trascrittomico dell’accumulo di ferro correlato all’invecchiamento utilizzando ratti di età diverse e ha confermato l’accumulo di ferro utilizzando le immagini della risonanza magnetica.
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Con gli ulteriori esperimenti sugli animali ed esperimenti sulla linea cellulare, i ricercatori hanno scoperto che due geni (CLU e HERPUD1) rispondevano all’accumulo di ferro correlato all’età e il knockdown di questi geni comprometteva gravemente la tolleranza cellulare della tossicità del ferro.
Spiegano gli autori:
“Il progressivo accumulo di ferro nella substantia nigra nel cervello umano invecchiato è un importante fattore di rischio per il morbo di Parkinson e altre malattie neurodegenerative. I metalli pesanti, come il ferro, producono specie reattive dell’ossigeno e di conseguenza stress ossidativo nelle cellule. Non è chiaro, tuttavia, come i neuroni nella substantia nigra siano protetti dall’eccessivo accumulo di ferro legato all’età. In questo studio, abbiamo esaminato la risposta cellulare della substantia nigra contro l’accumulo di ferro correlato all’età nei ratti di età diverse. La risonanza magnetica ha confermato la presenza di ferro nei ratti di 6 mesi; nei ratti di 15 mesi, l’accumulo di ferro è aumentato significativamente, in particolare nel mesencefalo. L’analisi del trascrittoma della regione, in cui è stata osservata la deposizione di ferro, ha rivelato un aumento dei geni di risposta allo stress negli animali più anziani. Per identificare i geni correlati alla risposta cellulare al ferro, indipendentemente dal neurosviluppo, abbiamo esposto la linea cellulare di neuroblastoma SH-SY5Y a una quantità simile di ferro e quindi analizzato le loro risposte trascrittomiche. Tra i vari percorsi di risposta allo stress alterati dal sovraccarico di ferro nel cervello del ratto e nelle cellule SH-SY5Y, i geni associati a risposte proteiche topologicamente errate erano significativamente sovraregolati. Il knockdown di HERPUD1 e CLU in questo percorso ha aumentato la suscettibilità allo stress cellulare indotto dal ferro, dimostrando così il loro ruolo nella prevenzione della tossicità indotta dal sovraccarico di ferro. L’attuale studio descrive in dettaglio la risposta neuronale all’eccessivo accumulo di ferro, che è associato a malattie neurodegenerative legate all’età“.
“Riteniamo che la comprensione del panorama dell’espressione genica durante l’accumulo di ferro legato all’età possa aiutarci a chiarire i percorsi molecolari e le presunte strategie preventive contro le malattie neurodegenerative”, ha osservato il team di ricerca.
I loro risultati sono stati pubblicati nel numero di settembre 2022 di Aging Cell, una rivista ad accesso aperto pubblicata da John Wiley & Sons.
Fonte: Aging Cell
