Gli errori di ripiegamento delle proteine nella neurodegenerazione

Il segnale di molti disordini neurodegenerativi come le malattie di Alzheimer e di Parkinson sono la presenza di aggregati proteici chiamati amiloidi, le cui fibrille derivano dal ripiegamento scorretto di varie proteine, che interagiscono erroneamente tra loro provocando queste gravi patologie.

Gli scienziati del progetto FIBCAT, finanziato dall’UE, hanno svolto un’indagine dettagliata per chiarire quali sono i meccanismi di formazione degli amiloidi e le loro caratteristiche strutturali. A questo scopo hanno utilizzato come sistemi modello le proteine Concanavalina A, insulina e lisozima equino, combinando la microscopia avanzata con la diffusione dei raggi X a piccolo angolo per caratterizzarne gli aggregati.

I ricercatori sono riusciti a ottenere informazioni ad alta risoluzione, quasi a livello atomico, delle modificazioni strutturali iniziali implicate nell’aggregazione delle proteine, fondamentali per lo studio di inibitori in grado di trattare le malattie neurodegenerative. Il team, inoltre, ha raccolto dati sulle proprietà fisiche delle strutture di amiloidi, concentrandosi sul ruolo dell’acqua nelle interazioni tra proteine, sulla cinetica dell’aggregazione e sulla morfologia degli aggregati finali.

Partendo da questi meccanismi, il consorzio FIBCAT ha proseguito lo studio del processo di aggregazione dell’alfa-sinucleina, la proteina implicata nella malattia di Parkinson, approfondendo il percorso di aggregazione e la capacità distruttiva di vari intermedi sulle membrane biologiche e monitorando in tempo reale l’interazione tra proteina e membrana, scoprendo che i prodotti intermedi sono tossici quanto gli aggregati finali.

Da un punto di vista terapeutico, i ricercatori hanno utilizzato la piccola molecola tioflavina-T per monitorare diverse conformazioni e stati strutturali della proteina e vari marcatori fluorescenti al fine di identificare le proprietà fisico-chimiche degli aggregati.

La possibilità di interferire con la stabilità della proteina aggregata e di prevenire gli effetti tossici delle fibrille di amiloidi apre nuove prospettive per il trattamento delle malattie neurodegenerative. Considerato il devastante effetto di queste patologie sulla qualità della vita dei pazienti e delle loro famiglie, i risultati ottenuti dal consorzio FIBCAT potranno avere un importante significato socioeconomico.