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Scoperto il ruolo di una proteina nella produzione della mielina

Immagine: lo studio di Scaglione et al, identifica PRMT5 come una molecola che promuove la nuova formazione di mielina, agendo sugli istoni (proteine ​​legate al DNA) e ponendo segni (CH3), che precludono la formazione di ostacoli alla differenziazione delle cellule progenitrici (prevenendo KAT dal deposito di marchi Ac) Credito: Carter Van Eitreim.

 La mielina, una membrana prodotta da cellule gliali specializzate, svolge un ruolo fondamentale nella protezione delle fibre che aiutano a trasportare i messaggi in tutto il corpo. Il sistema nervoso è un organo complesso che si basa su una varietà di attori biologici per assicurare la funzione quotidiana del corpo umano Nel sistema nervoso centrale (SNC), le cellule gliali note come oligodendrociti sono responsabili della produzione di mielina.

Ora, un articolo pubblicato su Nature Communications spiega come i ricercatori del Centro di ricerca scientifica avanzata (ASRC) del The Graduate Center della City University di New York hanno scoperto il ruolo di una proteina nota come “PRMT5” nella produzione di mielina e, in definitiva, lo sviluppo e la funzione del CNS.

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Dall’infanzia all’adolescenza, gli oligodendrociti mielinici sono generati in abbondanza nel cervello umano da cellule progenitrici in un processo altamente sensibile agli ormoni, ai nutrienti e alle condizioni ambientali. Nel cervello adulto, queste cellule progenitrici – simili alle cellule staminali hanno la capacità di differenziarsi in cellule adulte che svolgono compiti specifici – servono da riserva per la generazione di nuova mielina in risposta a esperienze di apprendimento e sociali o per riparare la perdita di mielina dopo lesioni (ad es. dopo un ictus o un attacco immunitario alla mielina, come nella sclerosi multipla).

I meccanismi molecolari che generano gli oligodendrociti che formano la mielina sono solo parzialmente compresi, ma attraverso la loro ricerca, gli scienziati dell’ASRC sono un passo avanti nell’identificarli. Il loro lavoro ha individuato PRMT5 come una proteina che regola le molecole responsabili dell’arresto o della promozione dell’espressione di alcuni geni che sono necessari per la sopravvivenza degli oligodendrociti e la produzione di mielina. In altre parole, PRMT5 agisce essenzialmente da agente del traffico, consentendo alle cellule progenitrici di diventare oligodendrociti e arrestando i segnali biologici che interferirebbero con la produzione di mielina.

( Vedi anche: La mielina favorisce il recupero dopo una lesione del midollo spinale).

“Siamo stati in grado di dimostrare che quando PRMT5 è presente, le cellule progenitrici sono in grado di differenziarsi e diventare cellule produttrici di mielina“, ha detto Patrizia Casaccia, Direttore della Neuroscience Initiative dell’ASRC e il Professore di biologia di Einstein all’Hunter College e al The Graduate Centro, CUNY. “Abbiamo scoperto che le cellule progenitrici prive della funzione PRMT5 si suicidano essenzialmente mentre sono in fase di transizione verso le cellule che formano la mielina. Questa scoperta è importante da un punto di vista evolutivo e traslazionale. I nostri risultati consentono una migliore comprensione di come la mielina si forma e può essere riparata se danneggiata”.

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Lo studio di Scaglione et al, identifica PRMT5 come una molecola che promuove la nuova formazione di mielina, agendo sugli istoni (proteine ​​legate al DNA) e ponendo segni (CH3), che precludono la formazione di ostacoli alla differenziazione delle cellule progenitrici (prevenendo KAT dal deposito di marchi Ac)

I ricercatori dell’ASRC hanno usato tre metodi per eliminare PRMT5 e determinare il suo ruolo nella produzione di mielina nei topi di laboratorio. Innanzitutto, hanno utilizzato l’ablazione genetica CRISPR per identificare ed eliminare il gene che produce PRMT5. Nella seconda coorte, hanno usato un inibitore farmacologico per bloccare l’attività della proteina. Nella coorte finale, hanno studiato un gruppo di topi knock-out nati senza il gene che produce PRMT5.

In ogni caso, la rimozione o il blocco del PRMT5 determinava una riduzione della differenziazione delle cellule progenitrici e la morte delle cellule che stavano tentando di diventare produttori di mielina.

“Un passo logico successivo è stato quello di provare e determinare come, in assenza o malfunzionamento di PRMT5, potremmo aiutare le cellule progenitrici a differenziarsi e creare mielina”, ha detto Antonella Scaglione, autrice principale del lavoro e associato di ricerca post-dottorato presso l’ASRC. “Siamo stati in grado di identificare i modi per salvare il processo di differenziazione dei progenitori oligodendrociti privi di PRMT5″.

La scoperta di questa correzione si basava su precedenti scoperte del laboratorio della Casaccia sui segnali che interferiscono con la generazione di mielina. Questi segnali sono condotti da enzimi chiamati KAT (lisina acetiltransferasi). Il laboratorio aveva precedentemente dimostrato che quando i KAT si attaccano alle proteine ​​nucleari chiamate istone, la formazione della mielina viene bloccata. Il nuovo lavoro dei ricercatori mostra che il blocco dei KAT può favorire la formazione di mielina e anche superare l’effetto degli inibitori del PRMT5. Questi risultati potrebbero essere fondamentali per migliorare la sopravvivenza dei pazienti con tumori maligni che devono essere trattati con inibitori PRMT5.

Il team di ricerca sulle neuroscienze dell’ASRC si sta ora concentrando sulla determinazione di come si possano creare condizioni favorevoli agli oligodendrociti per la formazione di mielina allo scopo di promuovere uno sviluppo cognitivo e comportamentale sano e identificare nuove strategie rigenerative per le lesioni del cervello.

Fonte: Nature

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