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Alzheimer: come crescono i grovigli di tau?

Nuova ricerca nel Journal of Biological Chemistry abbatte il processo attraverso il quale i grovigli di tau crescono fino a quando lo fanno. I risultati possono portare a nuove terapie che mirano alla formazione di aggregati tau nella malattia di Alzheimer.


I ricercatori sapevano che gli aggregati tau di Alzheimer erano costituiti da un piccolo numero di lunghe fibrille tau.

Uno dei tratti distintivi del morbo di Alzheimer è il cosiddetto groviglio di tau. Tau è una proteina contenuta all'interno degli assoni delle cellule nervose.

Più specificamente, tau aiuta a formare microtubuli - strutture essenziali che trasportano i nutrienti all'interno delle cellule nervose.

In un cervello sano, la proteina tau aiuta questi microtubuli a rimanere dritti e forti. Ma nell'Alzheimer, il tau collassa in aggregati chiamati grovigli. Quando ciò accade, i microtubuli non possono più sostenere il trasporto di nutrienti e altre sostanze essenziali nelle cellule nervose, che alla fine portano alla morte cellulare.

Quanto possono essere tossici e dannosi questi grovigli tau e quanto possono diffondersi dipende dalla loro lunghezza. Tuttavia, fino ad ora, gli scienziati non sapevano perché alcuni grovigli di tau sono più lunghi di altri nell'Alzheimer, o come questi aggregati crescono così a lungo in primo luogo.

Ma ora gli scienziati della Ohio State University di Columbus hanno escogitato un modello matematico che li ha aiutati a spiegare quali processi biologici si celano dietro la formazione dei grovigli tau.

La nuova ricerca, condotta da Carol Huseby, Jeff Kuret e Ralf Bundschuh, spiega come i grovigli crescono e raggiungono varie lunghezze.

Come si allungano le fibrille tau

Huseby e colleghi hanno iniziato con un modello base in due fasi di aggregazione di tau. La fase uno consiste di due proteine ​​tau che si legano lentamente insieme, mentre la fase due coinvolge altre molecole di tau che si attaccano alle due proteine.

I ricercatori hanno ampliato questo modello di base per includere ulteriori modi in cui si comportano le fibrille tau. Gli scienziati hanno precedentemente descritto le fibrille come "i nodi aggrovigliati".

Il modello modificato prevedeva che la proteina tau si sarebbe decomposta in diverse brevi fibrille. Tuttavia, i ricercatori sapevano che al microscopio, i grovigli di tau rivelano fibrille lunghe, non brevi.

Quindi, nel tentativo di spiegare la discrepanza tra ciò che il modello ha predetto e la realtà microscopica, i ricercatori si sono chiesti se fibrille più corte si unissero per formare lunghe fibrille, in modo simile alle estensioni dei capelli.

Ulteriori esperimenti in cui gli scienziati hanno etichettato fibrille tau con colori fluorescenti hanno rivelato che in effetti le lunghe fibrille erano costituite da fibrille più corte e di diverso colore che si erano unite alle estremità.

Secondo le conoscenze degli autori, questi risultati mostrano per la prima volta che le fibrille di tau possono crescere di dimensioni aggiungendo più di una singola proteina alla volta. Piuttosto, le fibrille più corte possono attaccarsi l'una all'altra, allungando una fibrilla più rapidamente.

Il coautore dello studio Kuret spiega che i risultati potrebbero far luce su come i grovigli tau - e implicitamente la malattia stessa - possono diffondersi da uno cella a un'altra. Una volta che una lunga fibrilla viene "suddivisa in piccoli pezzi, questi possono diffondersi, facilitando il loro passaggio da una cellula all'altra", dice.

Inoltre, affermano i ricercatori, i risultati aiutano a chiarire come le fibrille di tau possano crescere per essere lunghe centinaia di nanometri. Inoltre, tale conoscenza può portare a una nuova classe di farmaci, che potrebbe impedire a tau di aggregarsi.

In futuro, gli scienziati hanno in programma di modificare il loro modello per tenere conto delle molte sfumature che rendono la proteina tau così complessa. Ad esempio, questa serie di esperimenti utilizzava solo un tipo di tau, ma ci sono sei isoforme della proteina. Inoltre, i processi chimici, come la fosforilazione, possono ulteriormente modificare la struttura della proteina.

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