Amiloide legata a gangliosidi nella malattia di Alzheimer

 

 

GIOVANNI ROSSI

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XV – 09 giugno 2018.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

L’assemblaggio e la deposizione della proteina β-amiloide (Aβ) è un evento precoce e costante nella patologia della malattia di Alzheimer, dal quale deriva la formazione delle placche amiloidi, ossia uno dei due contrassegni istopatologici - l’altro essendo la degenerazione neurofibrillare - della forma più grave di demenza neurodegenerativa che affligge una parte considerevole della popolazione di età presenile e senile. La conoscenza precisa e dettagliata dei meccanismi molecolari all’origine dell’assemblaggio e della deposizione delle specie molecolari amiloidi impegna da tempo la ricerca e, sebbene numerosi dati siano stati acquisiti ed alcune importanti nozioni siano ormai consolidate, molto ancora c’è da conoscere. In particolare, l’identificazione di tutti i passi del processo che porta all’accumulo extracellulare del principale costituente delle placche, si ritiene che possa fornire, oltre a una dettagliata conoscenza della patogenesi, l’indicazione di sedi per l’azione di nuovi farmaci che si spera possano modificare il decorso della patologia, attualmente inarrestabile.

Matsuzaki e colleghi fanno il punto delle conoscenze attuali in un interessante articolo.

(Matsuzaki K., et al. Ganglioside-Mediated Assembly of Amyloid β-Protein: Roles in Alzheimer’s Disease. Progress in Molecular Biology and Translational Science 156: 413-434, 2018).

La provenienza degli autori è la seguente: Kyoto University, Kyoto (Giappone); Nagoya City University, Nagoya (Giappone); Okazaki Institute for Integrative Bioscience and Institute for Molecular Science, National Institutes of Natural Sciences, Okazaki (Giappone); Center for Advanced Medicine for Dementia, National Center for Geriatrics and Gerontology, Obu (Giappone).

I peptidi Aβ sono costituenti delle placche neuritiche o amiloidi, insieme con neuriti rigonfi, cellule reattive della glia e detriti cellulari. In particolare, i peptidi derivano dalla scissione del precursore APP da parte degli enzimi β-secretasi e γ-secretasi, che generano Aβ1-40,42 e Aβ11-40,42, cioè peptidi che si accumulano nello spazio extracellulare del neuropilo della neocorteccia e dell’ippocampo. Nei neuroni, il precursore APP è veicolato mediante trasporto assonico anterogrado veloce ai terminali sinaptici, dove, nei compartimenti endocitici, è scisso da parte di β-secretasi e γ-secretasi, con la liberazione extracellulare di peptidi amiloidi monomerici. Una parte di peptidi Aβ è prodotta da processi post-sinaptici.

I multimeri Aβ si assemblano in β-configurazione, poi in protofibrille e, infine, in fibrille amiloidi. Tali aggregati fibrillari sono tipicamente birifrangenti quando colorati con Rosso Congo e osservati in luce polarizzata o con tioflavina e osservati con illuminazione a fluorescenza. Non c’è ancora accordo su quali specie di Aβ e quali stati conformazionali presentino la maggiore tossicità. Mentre in passato placche, fibrille e protofibrille erano considerate le maggiori responsabili dei fenomeni patologici, in tempi più recenti sono stati considerati gli oligomeri[1], prima, e poi i multimeri, siglati con l’acronimo ADDL (Aβ-derived diffusibile ligands), quali entità tossiche principali.

Nel 1995, nelle indagini seguite all’esame necroscopico durante autopsia di un encefalo che mostrava i primi segni di alterazioni patologiche caratteristiche delle fasi iniziali della neurodegenerazione alzheimeriana, fu scoperta una specie amiloide legata a gangliosidi: GAβ (ganglioside-bound Aβ). Lo studio[2] descriveva le peculiari caratteristiche molecolari di GAβ, inclusa la sua alterata immunoreattività e la sua notevole capacità di accelerare l’assemblaggio dei peptidi Aβ.

Basandosi su questi dati, fu avanzata l’ipotesi secondo cui GAβ sarebbe un seme endogeno per la formazione delle fibrille amiloidi nel cervello affetto dalla patologia di Alzheimer. Nel corso degli oltre vent’anni seguiti alla formulazione dell’ipotesi, la ricerca ha prodotto una straordinaria quantità di prove a sostegno di questo ruolo di GAβ; tali elementi di prova si possono ricondurre schematicamente a quattro nuclei concettuali, qui di seguito esposti in sintesi.

1)      I cambiamenti conformazionali di Aβ da una classica struttura random coil a una ad α-elica, e poi ad una β-configurazione in presenza di gangliosidi hanno ottenuto conferma mediante varie tecniche diverse.

2)      L’attività di GAβ quale “seme endogeno” nella formazione delle fibrille amiloidi è stata provata da vari esperimenti in vitro e in vivo, che hanno dimostrato la capacità di GAβ di accelerare l’assemblaggio delle specie molecolari solubili in fibrille.

3)      È stato rilevato, accertato e dimostrato, che il legame di Aβ al ganglioside per formare GAβ si verifica in specifiche condizioni, fornite dall’ambiente lipidico che circonda il ganglioside.

4)      La deposizione di Aβ, specifica per regione del cervello, sembra essere dipendente da un ambiente lipidico che sia favorevole alla genesi di GAβ.

La rassegna di Matsuzaki e colleghi fornisce poi dati di aggiornamento per lo studio dell’assemblaggio dei peptidi amiloidi ganglioside-mediato, specialmente da un punto di vista fisico-chimico, della biologia strutturale e della neuropatologia.

 

L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

 

Giovanni Rossi

BM&L-09 giugno 2018

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

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[1] Si vedano le numerose recensioni di articoli originali su questi argomenti nelle nostre “Note e Notizie”.

[2] Il riferimento bibliografico è riportato nell’articolo originale di Matsuzaki e colleghi.