Comprendere il ruolo della chinasi Src nella malattia di Alzheimer
La ricerca svela nuove intuizioni su Src chinasi e il suo impatto sulla malattia di Alzheimer.
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Indice
- Caratteristiche Chiave della Malattia di Alzheimer
- La Sfida della Diagnosi della Malattia di Alzheimer
- Il Ruolo della Src Chinas nella Malattia di Alzheimer
- Studi di Ricerca sulla Malattia di Alzheimer
- Metodi Utilizzati nella Ricerca
- L'Importanza degli Studi di Colocalizzazione
- Livelli di Src in Diverse Neuroni
- Cambiamenti nella Fosforilazione di Src
- Simulazione delle Interazioni tra Src e Tau
- Scoperte di Src in Molteplici Aree Cerebrali
- La Connessione tra Src e Tau
- Implicazioni per il Trattamento e la Ricerca Futura
- La Complessità della Malattia di Alzheimer
- Conclusione
- Fonte originale
La malattia di Alzheimer (AD) è un tipo comune di demenza, una condizione che colpisce seriamente la memoria e le capacità di pensiero. Più di 40 milioni di persone in tutto il mondo hanno ricevuto una diagnosi di questa malattia. L'AD è un disturbo cerebrale progressivo, il che significa che peggiora nel tempo. Danneggia molte parti del cervello fondamentali per il pensiero e la memoria. I cambiamenti nel cervello legati all'AD possono iniziare molti anni prima che compaiano sintomi evidenti. Le persone possono avere segni della malattia per anni senza saperlo. Questi cambiamenti possono portare a un declino delle capacità di memoria e pensiero, rendendo le loro vite molto difficili.
Caratteristiche Chiave della Malattia di Alzheimer
Oltre 100 anni fa, gli scienziati scoprirono le caratteristiche principali dell'AD nel cervello. Trovarono due cose principali che compaiono nei cervelli delle persone con AD: Placche amiloidi e grovigli. Le placche amiloidi sono accumuli di proteine che si formano all'esterno delle cellule nervose. I grovigli sono filamenti attorcigliati di un'altra proteina chiamata TAU che si accumulano all'interno delle cellule. Entrambe queste caratteristiche possono causare problemi nel funzionamento del cervello. Inoltre, ci possono essere altri problemi nel cervello, come infiammazione a lungo termine (gonfiore), cambiamenti nei vasi sanguigni e problemi nelle cellule che sostengono le cellule nervose. Tutti questi problemi possono portare a danni al cervello, perdita di cellule nervose e interruzione delle connessioni tra le cellule, portando infine a un restringimento del cervello.
La Sfida della Diagnosi della Malattia di Alzheimer
Nonostante le scoperte sui cambiamenti fisici nel cervello, è comunque difficile prevedere quanto velocemente avverranno questi cambiamenti o quando si manifesteranno come sintomi. Questa incertezza rende difficile sapere quando iniziare i trattamenti che potrebbero aiutare a rallentare il processo della malattia.
Il Ruolo della Src Chinas nella Malattia di Alzheimer
La ricerca recente si sta concentrando su un gruppo di proteine conosciute come chinasi Src, che potrebbero avere un ruolo nell'AD. Le chinasi Src sono importanti per come le cellule comunicano e possono influenzare molti processi nel cervello. Quando queste proteine sono alterate nell'AD, potrebbe aiutare a spiegare alcuni dei sintomi o delle caratteristiche della malattia. Ad esempio, un tipo di proteina chiamata beta-amiloide può attivare fortemente le chinasi Src. Quando questo succede troppo, può interferire con il funzionamento delle cellule cerebrali. Questa iperattività può portare a problemi come la perdita di connessioni tra le cellule e persino alla morte cellulare. Ci sono evidenze che i livelli di chinasi Src siano più alti nei cervelli delle persone con AD, in particolare in alcuni tipi di cellule nervose.
Studi di Ricerca sulla Malattia di Alzheimer
In uno studio su persone che hanno donato i loro cervelli dopo la morte, i ricercatori hanno esaminato varie aree del cervello per confrontare quelle con AD con quelle senza malattia. Hanno analizzato campioni di diverse aree come l'ippocampo e la corteccia frontale. I risultati hanno mostrato che solo le persone con AD avevano livelli aumentati di chinasi Src in alcune aree, mentre quelle con il morbo di Parkinson non mostrano lo stesso modello.
Metodi Utilizzati nella Ricerca
I ricercatori hanno usato tecniche speciali per studiare le proteine nei tessuti cerebrali. Per un approccio, hanno usato un metodo chiamato immunoistochimica, che aiuta a visualizzare dove si trovano le proteine nel cervello. Hanno etichettato Src con coloranti specifici per vedere quanto ce ne fosse presente in diverse aree cerebrali. In un altro metodo chiamato Western blotting, hanno osservato la quantità di Src in campioni di tessuto. Entrambi gli approcci hanno mostrato che i livelli di Src erano più alti nei cervelli delle persone con AD.
L'Importanza degli Studi di Colocalizzazione
Successivamente, i ricercatori volevano vedere se Src fosse associato alle proteine Tau che si trovano anche nell'AD. Hanno usato vari marcatori per Tau per controllare quanto bene queste proteine co-localizzassero con Src. Hanno scoperto che i marcatori Tau, soprattutto quelli precoci, si univano significativamente a Src nei sezioni cerebrali dei pazienti con AD. Questo suggerisce che Src potrebbe essere coinvolto nei cambiamenti precoci che avvengono quando Tau inizia a ripiegarsi in modo errato e accumularsi nel cervello.
Livelli di Src in Diverse Neuroni
Dati recenti di altri studi focalizzati su cellule singole nel cervello hanno indicato che Src era notevolmente elevato nei neuroni eccitatori-questi sono il principale tipo di cellule nervose che inviano segnali ad altri neuroni. Questo aumento era coerente indipendentemente dal fatto che la persona avesse o meno AD, mostrando che Src ha un ruolo importante nella funzione delle cellule nervose. La relazione tra Src e un'altra proteina chiamata NEUROD2 suggerisce che NEUROD2 potrebbe aiutare a controllare l'attività di Src in questi neuroni, potenzialmente influenzando come rispondono allo stress nell'AD.
Cambiamenti nella Fosforilazione di Src
I ricercatori hanno anche analizzato l'attività di Src per vedere quanto spesso viene modificata attraverso un processo chiamato fosforilazione. Hanno scoperto che cambiamenti specifici nel modello di fosforilazione di Src erano legati all'AD. Alcuni di questi siti di fosforilazione erano noti per essere correlati a processi coinvolti nella neurodegenerazione. Questo indica la possibilità che i cambiamenti in come Src viene attivato o modificato potrebbero avere un ruolo nello sviluppo dell'AD.
Simulazione delle Interazioni tra Src e Tau
Oltre agli studi di laboratorio, gli scienziati hanno utilizzato simulazioni al computer per comprendere come Src interagisce con la proteina Tau. Hanno osservato come Src si muove intorno a Tau in diverse condizioni. I risultati hanno mostrato che Src tendeva ad attaccarsi a Tau molto di più in condizioni di malattia rispetto a quelle sane, il che indica una relazione più forte quando Tau è ripiegato in modo errato. Questo risultato suggerisce che l'aggregazione di Tau potrebbe stimolare l'attività di Src, portando potenzialmente a effetti più dannosi sulle cellule cerebrali.
Scoperte di Src in Molteplici Aree Cerebrali
Un aspetto interessante della ricerca è la scoperta che l'AD colpisce più aree del cervello, non solo una singola regione. Mentre gli studi spesso si concentrano sull'ippocampo, questa ricerca ha esaminato i livelli di Src in diverse aree, tra cui la corteccia entorinale e il giro frontale superiore, oltre alla sostanza nera. La corteccia entorinale ha mostrato l'aumento più significativo dei livelli di Src, suggerendo che questa regione potrebbe essere una delle prime a mostrare cambiamenti legati all'AD.
La Connessione tra Src e Tau
L'associazione tra le proteine Src e Tau è affascinante. Quando Tau inizia a ripiegarsi in modo errato, Src sembra attivarsi, soprattutto nelle fasi iniziali dell'AD. I risultati suggeriscono che Src potrebbe svolgere un ruolo cruciale nei cambiamenti che avvengono quando Tau si aggrega, aiutando potenzialmente a spiegare come progredisce l'AD. Comprendere questa connessione potrebbe portare a nuovi approcci terapeutici mirati a queste molecole.
Implicazioni per il Trattamento e la Ricerca Futura
L'aumento dell'attività di Src in relazione a Tau offre un potenziale bersaglio per nuove terapie. Poiché gli inibitori di Src sono già disponibili, gli scienziati potrebbero esplorare come questi possano essere utilizzati per trattare o rallentare l'AD. Sono necessari ulteriori studi per chiarire come l'attività di Src contribuisca alla malattia e come possano essere progettati interventi per ridurne gli effetti dannosi.
La Complessità della Malattia di Alzheimer
In generale, la malattia di Alzheimer è una condizione complessa che coinvolge molti cambiamenti cerebrali che avvengono nel corso degli anni. Una comprensione profonda delle interazioni tra proteine come Src e Tau è essenziale per trovare trattamenti efficaci. Questa esplorazione non solo aggiunge alla nostra conoscenza, ma apre la strada a studi futuri mirati a sviluppare nuove strategie per combattere la malattia di Alzheimer.
Conclusione
In conclusione, la malattia di Alzheimer evidenzia l'importanza di studiare come varie proteine nel cervello interagiscano e come i loro cambiamenti contribuiscano alla progressione della malattia. Comprendere queste relazioni apre la strada a diagnosi, trattamenti e, in ultima analisi, prevenzione migliori per questa condizione debilitante. I ricercatori continuano a indagare sulle molteplici sfaccettature dell'AD per fornire speranza a chi è colpito da questa malattia impegnativa.
Titolo: Upregulation of the Proto-Oncogene Src Kinase in Alzheimer's Disease: From Molecular Interactions to Therapeutic Potential
Estratto: Alzheimers disease (AD) is a progressive neurodegenerative disease, resulting in an irreversible deterioration of multiple brain regions associated with cognitive dysfunction. Phosphorylation of the microtubule-associated protein, Tau, is known to occur decades before symptomatic AD. The Src family of tyrosine kinases are known to phosphorylate select tyrosine sites on Tau and promote microtubule disassembly and subsequent neurofibrillary tangle (NFT) formation. Our data show that the proto-oncogene, non-receptor tyrosine kinase Src colocalizes with a range of late (PHF1) to early (MC1) AD-associated phosphorylated Tau epitopes. The strongest co-occurrence is seen with MC1 (probability of MC1 given Src =100%), an early AD-specific conformational dependent epitope. Single-cell RNA sequencing data of 101 subjects show that Src is upregulated in both AD inhibitory and excitatory neurons. The most significantly affected, by orders of magnitude, were excitatory neurons which are the most prone to pathological Tau accumulation. We measured Src phosphorylation by mass spectrometry across a cohort of 48 patient neocortical tissues and found that Src has increased phosphorylation on Ser75, Tyr187, and Tyr440 in AD, showing that Src kinase undergoes distinct phosphorylation alterations in AD. Through Brownian dynamics simulations of Src and Tau, we show that as Tau undergoes the transition into disease-associated paired helical filaments, there is a notable seven-fold increase in Src contact with Tau. These results collectively emphasize Src kinases central role in Tau phosphorylation and its close association with Tau epitopes, presenting a promising target for potential therapeutic intervention.
Autori: Diego Mastroeni, C. K. Chan, N. Morshed, D. Diouf, C. de Avila, C. Suazo, J. Nolz, U. Lopatin, Q. Wang, G. Serrano, T. Beach, T. Dunkley, K. Jensen, D. Van Den Hove, F. M. White, P.-L. Chiu, A. Singharoy, E. M. Reiman, B. P. Readhead
Ultimo aggiornamento: 2024-02-09 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.07.579336
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.07.579336.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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