Patogenesi dell'Alzheimer, trovata una nuova tessera del puzzle

Ricercatori della McGill University di Montréal (Canada) hanno scoperto un meccanismo cellulare che può contribuire all'interruzione delle comunicazioni tra i neuroni nella malattia di Alzheimer (AD). Il loro studio, pubblicato su "Nature Communications", ha appurato che - nel tessuto cerebrale dei pazienti AD, le molecole di RNA messaggero (mRNA) che codificano per le proteine coinvolte nella trasmissione sinaptica sono degradate più rapidamente rispetto a quanto avviene nelle cellule cerebrali sane. Inoltre, una proteina che aiuta a stabilizzare questi mRNA, nota come RBFOX1, è apparsa meno abbondante nei neuroni dei pazienti AD.

Ricercatori della McGill University di Montréal (Canada) hanno scoperto un meccanismo cellulare che può contribuire all’interruzione delle comunicazioni tra i neuroni nella malattia di Alzheimer (AD). Il loro studio, pubblicato su “Nature Communications”, ha appurato che – nel tessuto cerebrale dei pazienti AD, le molecole di RNA messaggero (mRNA) che codificano per le proteine coinvolte nella trasmissione sinaptica sono degradate più rapidamente rispetto a quanto avviene nelle cellule cerebrali sane. Inoltre, una proteina che aiuta a stabilizzare questi mRNA, nota come RBFOX1, è apparsa meno abbondante nei neuroni dei pazienti AD.

Nell’insieme, questi risultati indicano che livelli inadeguati della proteina RBFOX1 possono essere uno dei fattori correlati alle connessioni difettose che sono un segno distintivo dell’AD, affermano gli autori coordinati da Hamed S. Najafabadi, del Dipartimento di Genetica Umana presso l’ateneo citato.

Degradazione più rapida dell’mRNA codificante per le proteine sinaptiche
Anche se l'AD è di gran lunga la forma più comune di demenza, i suoi meccanismi sottostanti non sono completamente compresi e attualmente non esistono trattamenti per fermare la sua progressione. Questo studio della McGill University rivela una nuova tessera del puzzle, che potrebbe fornire indicazioni per nuovi approcci terapeutici.

Come è ben noto, le cellule umane producono migliaia di diversi tipi di RNA per trasportare informazioni genetiche. Anche gli mRNA decadono costantemente e l'equilibrio tra produzione e degradazione determina la quantità di un determinato mRNA presente nella cellula. Tuttavia gli scienziati sanno relativamente poco su come il decadimento dell’mRNA sia controllato, principalmente perché – viene spiegato - i metodi di misurazione della degradazione sono costosi e non applicabili ai tessuti umani.

Una precedente ricerca del team di Najafabadi aveva dimostrato che la degradazione dell’mRNA è coinvolta in diverse malattie umane. In ogni caso, la maggior parte di questi risultati è giunta da studi condotti su modelli di linee cellulari delle malattie.

Messo a punto un modello matematico applicato alle tecniche di genomica
«Volevamo misurare direttamente il tasso di degradazione dell’mRNA nei tessuti umani, ma i metodi disponibili non erano in grado di farlo» sottolineano Najafabadi e colleghi. Così il team ha trovato un modo per aggirare il problema. «Abbiamo realizzato che, modellizzando il processo di produzione e decadimento dell’mRNA, avremmo potuto definire un metodo matematico per calcolare la degradazione dell’mRNA utilizzando le tecnologie esistenti in genomica».

Per testare il loro nuovo approccio, i ricercatori della McGill University hanno chiesto un supporto a scienziati dell’UCSF (Università della California, a San Francisco [USA]). Questo gruppo di esperti, guidato da Hani Goodarzi, biofisico e biochimico dell’Helen Diller Family Comprehensive Cancer Center dell’UCSF, ha fatto crescere le cellule in laboratorio utilizzando un metodo convenzionale.

Allo stesso tempo, il team guidato da Najafabadi ha stimato il tasso di degradazione dell’mRNA utilizzando il suo metodo matematico. I due risultati sono stati quindi abbinati, validando il modello matematico stesso. Najafabadi e Rached Alkallas, suo collaboratore e primo autore dello studio, hanno quindi applicato il metodo matematico per analizzare i dati pubblicamente disponibili sui tessuti cerebrali di persone decedute per AD.

Sono stati anche analizzati i tessuti cerebrali autoptici di soggetti non colpiti da AD. Il confronto tra questi due gruppi ha rivelato il rapido tasso di degradazione dell’mRNA e la scarsa disponibilità di proteine RBFOX1 nei pazienti AD rispetto ai soggetti senza AD.

Comunque, precisano gli autori, «c'è ancora molto da apprendere circa il ruolo della degradazione dell’mRNA nell’AD e in altre malattie». Varie risposte rimangono infatti tuttora inevase, concludono gli autori, facendo tre esempi che finiscono con altrettanti punti interrogativi.

«Perché c'è una riduzione di RBFOX1 nell’AD? La quantità ridotta di questa proteina è un fattore di rischio o una caratteristica delle fasi successive della malattia? È possibile ripristinare almeno una parte della normale funzione dei neuroni controllando l'attività di RBFOX1?».

G.O.

Bibliografia:
Alkallas R, Fish L, Goodarzi H, et al. Inference of RNA decay rate from transcriptional profiling highlights the regulatory programs of Alzheimer’s disease. Nat Commun, 2017;8(1):909.
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