I ricercatori dell'Università Metropolitana di Tokyo hanno scoperto che lo scioglimento dei nanocluster di tau potrebbe bloccare i danni dell'Alzheimer prima che inizino.
In sostanza, gli studioso hanno accertato che le proteine tau non iniziano subito a formare fibrille associate all'Alzheimer: prima si assemblano in cluster morbidi e reversibili. Quando i cluster si dissolvono, la crescita delle fibrille viene quasi completamente soppressa. Questo rivela una nuova promettente strategia: fermare i precursori, fermare la malattia.
Alzheimer: sciogliere i primi grumi proteici per bloccare i danni della malattia
I ricercatori della Tokyo Metropolitan University si sono rivolti a concetti tratti dalla fisica dei polimeri per comprendere meglio una caratteristica centrale del morbo di Alzheimer: la formazione di fibrille di proteine tau. Il loro lavoro ha rivelato che queste fibrille non compaiono improvvisamente. Piuttosto, emergono dopo che grandi cluster di proteine tau iniziano a raccogliersi in soluzione, un processo simile alla cristallizzazione dei polimeri. Quando gli scienziati hanno interrotto questi cluster precoci, le fibrille non si sono formate, suggerendo una direzione promettente per nuove strategie contro le malattie neurodegenerative.
La malattia di Alzheimer rimane una delle sfide mediche più complesse, soprattutto con l'invecchiamento della popolazione globale. Gli scienziati si sono a lungo concentrati sulla farmacologia e sugli approcci biomedici tradizionali. Tuttavia, la complessità della malattia ha spinto i ricercatori a esplorare spunti provenienti da altri campi scientifici che potrebbero aprire nuove strade per la comprensione della malattia e la progettazione di trattamenti.
Guidato dal Professor Rei Kurita, il team di ricerca ha applicato idee basate sull'organizzazione dei polimeri in cristalli. I polimeri, che sono lunghe catene di unità molecolari ripetute, spesso non cristallizzano semplicemente aggiungendo una catena alla volta. Invece, attraversano strutture precursori intermedie prima di formare un cristallo ordinato. Basandosi su questo concetto, gli scienziati hanno esaminato le proteine tau in soluzione e hanno scoperto che anche la formazione di fibrille è preceduta da una fase precursore. In questo caso, il precursore è un assemblaggio allentato di proteine tau che misura solo poche decine di nanometri. Tecniche come la diffusione di raggi X a basso angolo e analisi basate sulla fluorescenza hanno confermato la presenza di queste strutture.
Una scoperta fondamentale è stata che questi precursori non sono rigidi, ma piuttosto cluster morbidi e temporanei. I ricercatori sono stati in grado di dissolverli alterando i livelli di cloruro di sodio in presenza di eparina, un anticoagulante naturale. Quando i cluster venivano interrotti o ne veniva impedita la formazione, la soluzione non produceva quasi nessuna fibrilla tau. Il team ha suggerito che questo effetto si verifica perché l'aumento delle concentrazioni di ioni carichi riduce la forza con cui le proteine tau interagiscono con l'eparina. Secondo la loro spiegazione, questo cambiamento migliora lo "screening" elettrostatico, rendendo più difficile per le molecole individuarsi e formare cluster.
Questi risultati indicano un potenziale cambiamento nell'approccio scientifico ai trattamenti dell'Alzheimer. Invece di cercare di rompere le fibrille finali, le terapie potrebbero mirare a bloccare la fase precursore reversibile prima che si sviluppino strutture dannose. Questo approccio potrebbe influenzare non solo la ricerca sull'Alzheimer, ma anche gli sforzi per comprendere altre malattie neurodegenerative, tra cui il morbo di Parkinson.
Le fibrille di proteina tau sono fasci anomali di proteine tau che si assemblano all'interno dei neuroni quando la proteina tau perde la sua forma e funzione normali. In condizioni sane, la proteina tau funziona come una trave di supporto stabilizzante, contribuendo a mantenere i microtubuli che consentono ai nutrienti e ai segnali di muoversi attraverso le cellule nervose.
Quando la proteina tau si ripiega in modo anomalo, inizia ad aggregarsi in lunghi aggregati fibrosi noti come fibrille. Queste strutture interferiscono con il sistema di trasporto interno della cellula e sono fortemente correlate al declino cognitivo osservato nel morbo di Alzheimer e in altre condizioni neurodegenerative. Poiché le fibrille crescono da cluster di tau più piccoli e in fase iniziale, i ricercatori si stanno concentrando sempre di più sul blocco di questi passaggi iniziali per prevenire danni a valle.