Ruolo di p3Alcβ nella malattia di Alzheimer

 

 

ROBERTO COLONNA

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XVI – 30 novembre 2019.

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]

 

Le alcadeine (Alc) costituiscono una famiglia di proteine di membrana tipo I dei neuroni, denominate Alc(alfa), Alc(beta) e Alc(gamma). Le Alc sono espresse prevalentemente nelle cellule nervose e presentano nella massima parte dei casi una co-localizzazione con la grossa molecola proteica che costituisce il precursore dei peptidi beta-amiloidi (β-APP, da β-amyloid precursor protein) nell’encefalo dei mammiferi. Le Alc e l’APP mostrano una funzione identica come recettore cargo della kinesina-1, e le fisiologiche reazioni proteolitiche che scindono le Alc sono molto simili a quelle che riguardano l’APP.

Saori Hata e colleghi del Dipartimento di Neuroscienze dell’Università di Hokkaido (Giappone) nel 2009 hanno scoperto che le α-secretasi ADAM 10 e ADAM 17 primariamente scindono le proteine Alc e innescano il successivo clivaggio secondario - all’interno della membrana - dei frammenti c-terminali di Alc da parte del complesso γ-secretasi presenilina-dipendente, così generando peptidi Alc “APP p3-simili” e non tendenti all’aggregazione, cioè p3-Alc.

I ricercatori giapponesi hanno determinato la sequenza amminoacidica completa di p3-Alc(alfa), p3-Alc(beta) e p3-Alc(gamma), le cui specie maggiori nel fluido cerebrospinale umano (hCSF) contano 35, 37 e 31 aminoacidi, rispettivamente. Saori Hata e colleghi hanno dimostrato che le varianti in C-terminale di p3-Alc sono modulate da mutazioni della presenilina 1 associate a FAD, che accrescono le specie minori di βA42, le quali alterano il livello delle specie minori di p3-Alc. In ogni caso, l’entità delle alterazioni C-terminali di p3-Alc(alfa), p3-Alc(beta) e p3-Alc(gamma) non erano equivalenti, suggerendo che un tipo di disfunzione della γ-secretasi non risulta nel fenotipo equivalente nella scissione delle proteine di tipo I della membrana[1].

Dieci anni dopo questi studi, Saori Hata e colleghi, collaborando con numerosi ricercatori australiani, uno francese e uno statunitense del Mount Sinai Hospital, hanno condotto una nuova e interessante sperimentazione, che ha preso le mosse dalla genesi dei peptidi neuronici p3-Alcβ dal precursore Alcβ mediante la scissione operata da α-secretasi e γ-secretasi del precursore APP, per accertare se p3-Alcβ sia implicata nello sviluppo della patologia alzheimeriana.

 

 (Hata S., et al. Decrease in p3-Alcβ37 and p3-Alcβ40, Products of Alcadein β Generated by γ-Secretase Cleavages, in Aged Monkeys and Patients with Alzheimer’s Disease. Alzheimer’s & Dementia Translational Research & Clinical Interventions 5: 740-750, 2019 – Epub ahead of print doi: 10.1016/j.trci.2019.09.015, 2019).

La provenienza degli autori è prevalentemente la seguente (elencati 19 istituti): Laboratory of Neuroscience, Graduate School of Pharmaceutical Sciences, Hokkaido University, Sapporo (Giappone); Center of Excellence for Alzheimer’s Disease Research Unit, Edith Cowan University, Joondalup, WA (Australia); Co-operative Research Centre for Mental Health, Carlton, VIC (Australia); Department of biomedical Sciences, Faculty of Medical and Health Sciences, Macquarie University, Sydney, NSW (Australia); ManRos Therapeutics, Centre de Perharidy, Roscoff, Bretagne (Francia); Mount Sinai Center for Cognitive Health and NFL Neurological Care, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York, NY (USA).

I ricercatori hanno sviluppato un nuovo saggio sandwich-ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) per quantificare i livelli di p3-Alcβ nel fluido cerebrospinale (CSF).

Sono stati condotti saggi analitici nella scimmia e nell’uomo. Nei primati sub-umani è stato rilevato un progressivo decremento dei livelli di concentrazione di p3-Alcβ nel CSF al crescere dell’età, ed è stato osservata nelle scimmie una ridotta espressione di p3-Alcβ nei neuroni del cervello con l’invecchiamento. Lo studio nell’uomo ha consentito di rilevare un elemento particolarmente significativo: i livelli di p3-Alcβ nel CSF dei volontari si riducevano in una proporzione molto maggiore nei pazienti affetti da malattia di Alzheimer, rispetto ai controlli della stessa età anagrafica. È stato poi registrato nei soggetti portatori di mutazioni nel gene presenilina un livello significativamente più basso di p3-Alcβ nel CSF.

Uno studio cellulare con un modulatore inverso della γ-secretasi ha ridotto in maniera rimarchevole la genesi di p3-Alcβ37, con un corrispettivo aumento della produzione e dei livelli di Aβ42.

In conclusione, il rapporto fra le evidenze ottenute dagli autori dieci anni fa sulla genesi dei peptidi p3-Alcβ e la patogenesi della malattia di Alzheimer si può così sintetizzare: la riduzione della produzione di p3-Alcβ legata al processo fisiologico di invecchiamento può associarsi al deficit determinato dall’attività di γ-secretasi aberranti, contribuendo ad accelerare la progressione della patologia.

 

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

 

Roberto Colonna

BM&L-30 novembre 2019

www.brainmindlife.org

 

 

 

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[1] Hata s., et al. Journal of Biological Chemistry 284 (52): 3602, 2009.