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L'aggregazione di comprensione della proteina può aiutare col passare del tempo le fasi iniziali di deciframento di Parkinson

Una di più grandi difficoltà nel trattamento della malattia del Parkinson, un disordine neurodegenerative progressivo, è la comprensione di quando comincia. Ora, uno studio pubblicato nella biologia di comunicazioni dai ricercatori all'università federale di Rio de Janeiro, il Brasile e l'università di scuola di medicina della Virginia, U.S.A., possono contribuire a chiarire quel puzzle. Per la prima volta, scienziati osservati come le varianti dell'alfa-synuclein malattia-associata della proteina del Parkinson cambiano col passare del tempo e potevano identificare le fasi iniziali dei cumuli della proteina collegati all'inizio iniziale dei casi familiari della malattia.

La caratterizzazione di queste strutture e della loro organizzazione è fondamentale identificare le fasi iniziali della malattia. Già è conosciuto che la degenerazione dei neuroni che piombo all'inizio dei sintomi quali i tremiti è collegata ai cumuli dell'alfa-synuclein, anche chiamato filamenti dell'amiloide, nel cervello. Prima della formazione dei tali filamenti, le proteine subiscono una fase intermedia, gli oligomeri, che sono egualmente presenti nei cervelli dei pazienti di Parkinson. Tuttavia, non c'è consenso sul che meccanismi avviano l'aggregazione, la perdita di un neurone delle cellule e la degenerazione, nessuni come la sostanza tossica i cumuli e gli oligomeri è alle celle. Quello è che cosa lo studio prova a capire.

Una persona sviluppa la malattia del Parkinson sopra la sua vita. La conversione da una fase della proteina all'altra ha luogo lentamente. Le strutture intermedie ed i cumuli dell'amiloide si accumulano col passare del tempo nel cervello. Finora, non conosciamo quali specie causano i sintomi e la tossicità alle celle. Se capiamo le specie della proteina che si formano durante le fasi iniziali di conversione di malattia, possiamo proporre le nuove terapie per rilevazione di malattia prima che i sintomi compaiano.„

Guilherme A.P. de Oliveira, ricercatore all'università di Virginia, professore al UFRJ, autore principale

Durante lo studio, gli scienziati hanno confrontato col passare del tempo la conversione di quattro varianti dell'alfa-synuclein, tre di loro si sono collegati ai casi in anticipo della malattia e il selvaggio tipi, presentano nei casi di invecchiamento. Poi, hanno osservato le differenze significative nei trattamenti dell'aggregazione di ogni proteina ed hanno trovato che gli oligomeri si sviluppano ad una tariffa molto maggior nei casi in anticipo di inizio che nei casi di invecchiamento di Parkinson. Tali risultati possono spiegare l'inizio iniziale dei sintomi in pazienti che sopportano queste varianti.

I ricercatori egualmente hanno trovato la prova di cui le specie della proteina sono importanti per la crescita dei filamenti dell'amiloide. Inoltre, hanno osservato che i filamenti hanno strutture distinte secondo la mutazione della proteina da cui nascono. “Il più intrigante è che non solo i punti iniziali di associazione sono filamenti differenti, ma anche alcuni maturi dei casi ereditari. Questi filamenti possono torcere diversamente secondo quali mutazione è presente,„ spiega il Silva di Lima di Jerson, il secondo co-author e professore a UFRJ.

Per svolgere lo studio, i ricercatori hanno usato le tecniche bioimaging di avanguardia. In primo luogo, hanno usato una sonda fluorescente che li ha permessi di prevedere col passare del tempo ogni punto di associazione della proteina. I ricercatori hanno ottimizzato i termini nel laboratorio bagnato per individuare le strutture che precedentemente non sono state indicate nel corso dell'associazione dell'alfa-synuclein. Tipicamente, la sonda permette che gli scienziati vedano soltanto due fasi: buio, quando non c'è l'aggregazione ed indicatore luminoso, quando l'aggregazione è presente. Creando le condizioni buone, Oliveira ed il Silva sono riuscito a trattare i punti della luminosità e, così, ad osservare le specie intermedie partecipanti sull'associazione dell'alfa-synuclein, che non sarebbe comparso in altre circostanze.

L'uso di microscopia dell'cryo-elettrone, una tecnica ricevuta con il premio Nobel 2017 in chimica, era egualmente importante per lo studio. Permettendo la visualizzazione delle biomolecole a risoluzione quasi-atomica, gli scienziati hanno osservato l'organizzazione strutturale dei filamenti dell'amiloide. Secondo Oliveira, la possibilità di vedere tali strutture contribuisce allo sviluppo di nuovi trattamenti contro la malattia. “Dall'immersione che congela questi campioni e che acquista le immagini avanzate del microscopio elettronico, possiamo capire meglio queste associazioni sbagliate della proteina nel loro ambiente e modi indigeni evitare la loro formazione. Sono felice che il Brasile ora stia facendo la parte di questa impresa di S&T,„ lui celebro.