I ricercatori hanno trovato un modo per controllare meglio la generazione preclinica di neuroni chiave che vengono danneggiati nel morbo di Parkinson, rivelando un nuovo approccio a una malattia per la quale non esistono cure e pochi trattamenti efficaci.
Un metodo efficiente: Stimolare la differenziazione delle cellule staminali per produrre neuroni nel mesencefalo
La malattia di Parkinson è la seconda malattia neurologica più comune dopo il morbo di Alzheimer. In media, circa 1 o 2 persone su 1000 sono affette dal morbo di Parkinson. La malattia si manifesta principalmente dopo i 50 anni e colpisce soprattutto gli uomini anziani. Comporta una progressiva riduzione della mobilità, del dolore, del sonno e dei problemi psicologici.
Gli scienziati dell’Università di Toronto hanno utilizzato un anticorpo per attivare selettivamente un recettore in una via di segnalazione molecolare per lo sviluppo dei neuroni dopaminergici. Questi neuroni producono dopamina, un neurotrasmettitore importante per la salute del cervello. I ricercatori di tutto il mondo stanno lavorando per indurre le cellule staminali a differenziarsi in neuroni dopaminergici per sostituire quelli persi nei pazienti affetti da Parkinson. Tuttavia, gli sforzi sono stati in parte ostacolati dall’incapacità di indirizzare recettori e aree cerebrali specifiche.
I ricercatori dello studio attuale hanno utilizzato anticorpi sintetici precedentemente sviluppati per colpire la via di segnalazione Wnt. Possono attivare selettivamente questa via di segnalazione per indurre le cellule staminali del mesencefalo a svilupparsi in neuroni, puntando su recettori specifici di questa via. Lo studio è stato recentemente pubblicato sulla rivista Development.
La maggior parte delle ricerche precedenti per attivare la via di segnalazione Wnt si sono basate su un inibitore dell’enzima GSK3. Questo metodo coinvolge più vie di segnalazione per la proliferazione e la differenziazione delle cellule staminali, il che può portare a effetti indesiderati sui neuroni appena prodotti e all’attivazione di cellule che non fanno parte dell’obiettivo. I ricercatori hanno sviluppato un metodo efficiente per stimolare la differenziazione delle cellule staminali a produrre neuroni nel mesencefalo. Un altro risultato promettente dello studio è stato che l’impianto dei neuroni prodotti artificialmente in un modello di roditore con il morbo di Parkinson ha portato a un miglioramento della limitazione dei movimenti del roditore.
Il prossimo passo dei ricercatori sarà quello di continuare con roditori o altri modelli adatti per confrontare i risultati dell’attivazione del recettore FZD5 e dell’inibizione di GSK3. Questi esperimenti confermeranno quale metodo è più efficace per migliorare i sintomi della malattia di Parkinson, prima di procedere con gli studi clinici.
Una mutazione genetica appena scoperta protegge dalla malattia di Parkinson
Secondo un recente studio della USC Leonard Davis School of Gerontology, una mutazione genetica precedentemente non identificata in una piccola proteina fornisce una protezione significativa contro il morbo di Parkinson e apre una nuova direzione per la ricerca di potenziali trattamenti.
La variante, localizzata in una microproteina mitocondriale chiamata SHLP2, è risultata altamente protettiva nei confronti della malattia di Parkinson; gli individui con questa mutazione hanno solo la metà delle probabilità di sviluppare la malattia rispetto a coloro che non sono portatori della mutazione. La forma aberrante della proteina è relativamente rara e si verifica soprattutto nelle persone di origine europea.I risultati appaiono sulla rivista Molecular Psychiatry.
SHLP2 è stata scoperta per la prima volta nel 2016 da Pinchas Cohen presso la USC Leonard Davis School ed è prodotta nei mitocondri della cellula. Una precedente ricerca del laboratorio di Cohen ha scoperto che SHLP2 è associato alla protezione contro le malattie legate all’età, tra cui il cancro, e che i livelli della microproteina cambiano nei pazienti con il morbo di Parkinson; aumentano quando l’organismo tenta di contrastare la patologia del morbo di Parkinson, ma spesso non riescono ad accumulare ulteriore produzione con il progredire della malattia.
Quest’ultima scoperta si basa sulle precedenti ricerche mitocondriali del team dell’USC e rappresenta un progresso all’intersezione tra scienza della longevità, salute di precisione e ricerca sulle microproteine. Questo studio fa progredire la comprensione del motivo per cui le persone possono ammalarsi di Parkinson e di come si possano sviluppare nuove terapie per questa malattia devastante. Poiché la maggior parte della ricerca è condotta su geni codificanti proteine ben consolidate nel nucleo, questo sottolinea l’importanza dello studio delle microproteine mitocondriali come nuovo approccio per la prevenzione e il trattamento delle malattie dell’invecchiamento.
Il rischio di Parkinson ridotto di un fattore due
Per questo studio, il primo autore Su-Jeong Kim, assistente professore associato di gerontologia presso la USC Leonard Davis School, ha condotto una serie di esperimenti utilizzando la pipeline proprietaria di scoperta delle microproteine del laboratorio, che inizia con un’analisi guidata dai dati per identificare le varianti coinvolte nella malattia. Migliaia di partecipanti a studi umani dello Health & Retirement Study, del Cardiovascular Health Study e del Framingham Heart Study sono stati esaminati per la variante SHLP2. Confrontando le varianti genetiche nel DNA mitocondriale dei pazienti con Parkinson e dei controlli, i ricercatori hanno trovato una variante altamente protettiva, presente nell’1% degli europei, che riduce il rischio di Parkinson di due volte, fino al 50% della media.
Hanno poi dimostrato che questa variante presente in natura porta a un cambiamento nella sequenza aminoacidica e nella struttura proteica di SHLP2. La mutazione – un polimorfismo a singolo nucleotide (SNP) o un cambiamento di una sola lettera nel codice genetico della proteina – è essenzialmente una variante che aumenta la funzione e che è associata a una maggiore espressione di SHLP2 e rende la microproteina più stabile. Secondo i risultati, la variante SHLP2 è molto stabile rispetto al tipo più comune e offre una migliore protezione contro la disfunzione mitocondriale.
Utilizzando tecniche mirate di spettrometria di massa, il team di ricerca è stato in grado di rilevare la presenza del piccolo peptide nei neuroni e ha scoperto che SHLP2 si lega specificamente a un enzima nei mitocondri, noto come complesso mitocondriale 1. Questo enzima è vitale e non è in grado di garantire la protezione contro la disfunzione mitocondriale. Questo enzima è vitale e una sua diminuzione è associata non solo al morbo di Parkinson, ma anche a ictus e attacchi cardiaci. La maggiore stabilità della variante SHLP2 significa che la microproteina si lega in modo più stabile al complesso mitocondriale 1, impedendo il declino dell’attività dell’enzima e riducendo così la disfunzione mitocondriale. I benefici della forma mutante di SHLP2 sono stati osservati sia in esperimenti in vitro su campioni di tessuto umano, sia in modelli murini della malattia di Parkinson.
I dati rivelano gli effetti biologici di una particolare variante genica e i possibili meccanismi molecolari attraverso i quali questa mutazione può ridurre il rischio di malattia di Parkinson. Questi risultati potrebbero guidare lo sviluppo di terapie e fornire un percorso per la comprensione di altre mutazioni nelle microproteine mitocondriali.
