Scoperto un
sistema che protegge il cervello dallo stress ossidativo
GIOVANNI ROSSI
NOTE E
NOTIZIE - Anno XXII – 08 novembre 2025.
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]
Lo stress ossidativo,
uno squilibrio tra ossidanti e antiossidanti che proteggono le cellule, è
considerato un contrassegno patologico distintivo della malattia di Alzheimer e
di altre patologie neurodegenerative, pertanto la ricerca finalizzata a
scoprire i fattori che condizionano il suo sviluppo, in seno alla
sperimentazione che approfondisce la conoscenza fisiologica del bilancio
ossidoriduttivo, è di estremo rilievo e attualità per le neuroscienze.
In passato, un progetto di
ricerca sullo stress ossidativo, finanziato dai National Institutes of
Health (NIH) e condotto presso i laboratori della Johns Hopkins, aveva
identificato nella bilirubina un importante fattore antiossidante per il
cervello del topo: un lavoro pubblicato su Cell Chemical Biology
illustrava il modo in cui la bilirubina, classicamente considerata quasi
esclusivamente per il suo ruolo nella fisiologia epatica, svolge questa azione
protettiva dei neuroni. Più di recente, un rapporto pubblicato su Science
ha documentato l’azione protettiva di questa molecola dagli effetti più gravi
dell’infezione malarica nei topi.
Ora un gruppo di ricerca
della Johns Hopkins Medicine, coordinato da Bindu D. Paul
con la supervisione di Solomon H. Snyder, ha individuato nella biliverdina
reduttasi A (BVRA) un enzima cruciale nella difesa dei neuroni dallo stress
ossidativo, mediante un’azione indipendente dalla sua attività enzimatica
per la produzione di bilirubina. In topi geneticamente modificati i ricercatori
hanno accertato che BVRA si lega direttamente al fattore di trascrizione NRF2,
un noto regolatore della difesa antiossidante, determinando l’attivazione di
geni protettivi per il neurone.
La riprova data dalla
compromissione dell’attività dei geni antiossidanti causata dall’eliminazione
della funzione della BVRA ha suggerito agli autori dello studio un ruolo in
patologie neurodegenerative come la malattia di Alzheimer, e fa sperare nella
possibilità di mettere a punto strategie terapeutiche in grado di sfruttare
questa acquisizione riducendo lo stress ossidativo.
(Vasavda C. et al., Biliverdin reductase A is a major determinant of protective NRF2 signaling.
Proceedings of the National Academy of Sciences USA – Epub ahead of print doi: 10.1073/pnas.2513120122, 2025).La
provenienza degli autori è
la seguente: The Solomon H. Snyder Department of
Neuroscience, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore 21205, MD (USA); Darby Children's Research
Institute, Medical University of South Carolina, Charleston, SC (USA); Department
of Pediatrics, Medical University of South Carolina, Charleston, SC (USA); Department
of Physiology, Pharmacology and Therapeutics, Johns Hopkins University School
of Medicine, Baltimore, MD (USA); Department of Pathology and Immunology,
Baylor College of Medicine, Houston, TX (USA); Department of Pediatrics,
Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute, Texas Children's Hospital,
Houston, TX (USA); Department of Molecular and Human Genetics, Baylor College
of Medicine, Houston, TX (USA); Department of Biochemistry and Molecular
Biology and Hollings Cancer Center, Medical University of South Carolina,
Charleston, SC (USA); Department of Cell Biology, Johns Hopkins University
School of Medicine, Baltimore, MD (USA); Department of Biochemical Sciences
"A. Rossi-Fanelli", Sapienza University of Rome, Roma (Italia); Computational
Biology Branch, Division of Intramural Research, National Library of Medicine,
NIH, Bethesda, MD (USA); Department of Psychiatry, Case Western Reserve
University School of Medicine, Cleveland, OH (USA); Department of
Neurosciences, Case Western Reserve University School of Medicine, Cleveland,
OH (USA); Department of Neuroscience, Medical University of South Carolina,
Charleston, SC (USA);
Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, Johns Hopkins University
School of Medicine, Baltimore, MD (USA); Lieber Institute for Brain
Development, Baltimore, MD (USA).
La
biliverdina reduttasi A (BVRA) è nota come l’enzima terminale nella via
biochimica catabolica dell’eme, che trasforma la biliverdina in bilirubina, una
molecola lipofilica ad azione antiossidante, ma Bindu D. Paul, Chirag Vasavda e numerosi colleghi l’hanno studiata per il suo
ruolo non enzimatico nella regolazione redox.
Mediante
saggi condotti secondo metodi e tecniche di discipline diverse, ossia studi
filogenetici, genetici, biochimici ed enzimatici, Vasavda
e gli altri hanno accertato che BVRA esercita una critica attività
antiossidante non enzimatica.
Sono state le
analisi trascrittomiche a rivelare che BVRA interagisce fisicamente e
geneticamente con un interessante fattore di regolazione trascrizionale: NRF2 (nuclear factor erythroid-derived factor-like 2),
ossia un importante regolatore della segnalazione redox cellulare. Le
analisi ChIP-seq e RNA-seq hanno rivelato che BVRA e NRF2 coordinano
l’espressione di geni antiossidanti, molti dei quali sono tipicamente
de-regolati in condizioni patologiche neurodegenerative come quelle della
malattia di Alzheimer. Dunque questo accoppiamento funzionale non canonico,
BVRA-NRF2, controlla una via della segnalazione redox essenziale nella
neuroprotezione.
I risultati
di questo studio collocano BVRA nella posizione di un integratore di doppia
funzione della difesa antiossidante, che collega i compartimenti lipofilico e idrofilico, costituendo
un vero ponte di connessione tra questi due modi di protezione redox del
cervello.
Bindu D. Paul ha dichiarato che intende ora porre in essere un
nuovo progetto sperimentale che scopra quale processo e quali meccanismi siano
alla base del fallimento della connessione protettiva tra BVRA e NRF2 nei
maggiori modelli murini della malattia di Alzheimer.
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-08 novembre 2025
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