Proteine disordinate e morbo di Parkinson
Dalla formazione dei tessuti al trasporto delle molecole, le proteine rappresentano i cavalli di battaglia del corpo umano. Sebbene tutte le proteine svolgano un ruolo cruciale nel mantenere l’organizzazione dell’organismo, non tutte le proteine sono organizzate. In effetti, alcune sono intrinsecamente disorganizzate. «Le regioni proteiche intrinsecamente disordinate (IDR) sono segmenti di una proteina che mancano di una struttura tridimensionale stabile e definita e si presentano invece come un insieme di conformazioni dinamiche», spiega Alfonso De Simone, ricercatore dell’Università di Napoli Federico II(si apre in una nuova finestra). Ma non bisogna farsi ingannare dalla loro disorganizzazione, perché possono cambiare forma facilmente e adottare strutture differenti; le IDR svolgono molti ruoli importanti. Tuttavia, è sempre questa flessibilità che rende le IDR sensibili agli errori, quali in particolare l’errato ripiegamento e l’aggregazione, correlati a una serie di malattie neurodegenerative e persino al cancro. La sfida consiste nel capire perché alcune IDR funzionano e altre no. «Anche con le attuali tecniche avanzate di microscopia elettronica e altre tecnologie per lo studio delle strutture molecolari, rimane quasi impossibile studiare le regioni disordinate di proteine, soprattutto nell’ambito delle membrane cellulari», aggiunge De Simone. Ma le cose potrebbero cambiare a breve, grazie anche al lavoro svolto dal progetto BioDisOrder(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE.
Studio del processo di aggregazione dell’alfa-sinucleina, dall’inizio alla fine
Il progetto, che ha ricevuto il supporto del Consiglio europeo della ricerca(si apre in una nuova finestra), ha sviluppato diversi strumenti innovativi che utilizzano una combinazione di spettroscopia di risonanza magnetica nucleare e simulazioni molecolari multiscala. Grazie a questi strumenti, i ricercatori hanno potuto studiare il processo di aggregazione completo dell’alfa-sinucleina (aSyn), una IDR la cui aggregazione è stata collegata al morbo di Parkinson (PD). «Descrivendo, con un livello di dettaglio mai raggiunto prima, i meccanismi all’origine del morbo di Parkinson, il nostro lavoro apre le porte allo sviluppo di terapie in grado di colpire l’aggregazione di aSyn», afferma De Simone, che funge da coordinatore del progetto. I ricercatori hanno inoltre evidenziato il ruolo dell’aSyn nel causare la disabilità mitocondriale che può portare al PD. Hanno anche mostrato il meccanismo con cui l’aSyn media l’aggancio delle vescicole sinaptiche alla superficie della membrana plasmatica, innescando così il rilascio del neurotrasmettitore. «Questa scoperta chiarisce che l’aSyn, la proteina che causa il Parkinson, svolge un ruolo importante nella comunicazione neuronale in condizioni normali», osserva De Simone.
Ruolo dei risultati nella diagnosi e nel trattamento del morbo di Parkinson
I risultati del progetto BioDisOrder hanno già un notevole impatto nel mondo della medicina. Lo stesso De Simone sta lavorando attualmente a un nuovo strumento diagnostico per il PD, mentre la ricerca del progetto viene utilizzata in una serie di collaborazioni per la scoperta di nuovi farmaci in vari gruppi dell’UE, della Corea del Sud e degli Stati Uniti. La speranza è che questi filoni di ricerca individuino nuove terapie potenziali per il trattamento del PD. L’intera ricerca del progetto è stata pubblicata su varie riviste scientifiche di rilievo, mentre i metodi biofisici utilizzati sono stati resi disponibili per l’impiego da parte della comunità scientifica. «Non ci sono limiti alla caratterizzazione dei processi biomolecolari», conclude De Simone. «Se si introduce un metodo con una nuova capacità analitica, si possono risolvere problemi che prima si ritenevano impossibili da caratterizzare.»
Parole chiave
BioDisOrder, regioni proteiche intrinsecamente disordinate, morbo di Parkinson, disturbi neurologici, proteine, malattie neurodegenerative, cancro, microscopia elettronica, alfa-sinucleina, medicina
