La proteina KIBRA funge sia come biomarcatore della disfunzione sinapsi che come base per un meccanismo di riparazione delle sinapsi per invertire il deterioramento cognitivo nella tauopatia
Mentre i farmaci recentemente approvati per l'Alzheimer mostrano qualche promessa nel rallentare la malattia che ruba la memoria, i trattamenti attuali sono ben lungi dall'essere efficaci nel recuperare la memoria. Ciò che serve sono più opzioni terapeutiche mirate a ripristinare la memoria, ha affermato la professoressa assistente Buck Tara Tracy, PhD (1), autrice senior di uno studio che propone una strategia alternativa per invertire i problemi di memoria che accompagnano il morbo di Alzheimer e le demenze correlate.
Poiché la maggior parte della ricerca attuale sui potenziali trattamenti per l'Alzheimer si concentra sulla riduzione delle proteine tossiche, come la tau e la beta amiloide, che si accumulano nel cervello man mano che la malattia progredisce, il team si è allontanato da questa strada per esplorare un'alternativa. «Piuttosto che cercare di ridurre le proteine tossiche nel cervello, stiamo cercando di invertire il danno causato dal morbo di Alzheimer per ripristinare la memoria», ha detto Tracy. I risultati appaiono nel Journal of Clinical Investigation (2).
Il lavoro dipende da una proteina chiamata KIBRA, così chiamata perché si trova nei reni e nel cervello. Nel cervello è localizzata principalmente nelle sinapsi, che sono le connessioni tra i neuroni che consentono la formazione e il richiamo dei ricordi. La ricerca ha dimostrato che KIBRA è necessaria affinché le sinapsi formino i ricordi e il team di Tracy ha scoperto che i cervelli affetti dal morbo di Alzheimer sono carenti di KIBRA.
«Ci siamo chiesti in che modo i livelli più bassi di KIBRA influenzassero la segnalazione a livello della sinapsi e se comprendere meglio quel meccanismo potesse fornire alcune informazioni su come riparare le sinapsi danneggiate nel corso della malattia di Alzheimer», ha affermato lo scienziato del Buck Staff Grant Kauwe, PhD., co-primo autore dello studio. «Ciò che abbiamo identificato è un meccanismo che potrebbe essere mirato a riparare la funzione sinaptica e ora stiamo cercando di sviluppare una terapia basata su questo lavoro».
Il team ha innanzitutto misurato i livelli di KIBRA nel liquido cerebrospinale degli esseri umani. Hanno scoperto che livelli più alti di KIBRA nel liquido cerebrospinale, ma livelli più bassi nel cervello, corrispondevano alla gravità della demenza.
«Abbiamo anche trovato questa sorprendente correlazione tra l'aumento dei livelli di tau e l'aumento dei livelli di KIBRA nel liquido cerebrospinale», ha affermato la dottoressa Tracy. «È stato molto sorprendente quanto fosse forte la relazione, il che indica davvero il ruolo di KIBRA nell'influenzare la tau nel cervello». Il team sta esplorando ulteriormente questo fenomeno, nella speranza che KIBRA possa essere utilizzata come biomarcatore di disfunzione sinaptica e declino cognitivo che potrebbe essere utile per la diagnosi, la pianificazione del trattamento e il monitoraggio della progressione della malattia e della risposta alla terapia.
Per capire come KIBRA influisce sulle sinapsi, il team ha creato una versione funzionale ridotta della proteina KIBRA. Nei topi di laboratorio che hanno una condizione che imita il morbo di Alzheimer umano, hanno scoperto che questa proteina può invertire il deterioramento della memoria associato a questo tipo di demenza. Hanno scoperto che KIBRA salva i meccanismi che promuovono la resilienza delle sinapsi.
«È interessante notare che KIBRA ha ripristinato la funzione sinaptica e la memoria nei topi, pur non risolvendo il problema dell'accumulo di proteina tau tossica», ha affermato Kristeen Pareja-Navarro, co-autrice dello studio. «Il nostro lavoro supporta la possibilità che KIBRA possa essere utilizzata come terapia per migliorare la memoria dopo l’inizio della perdita di memoria, anche se rimane la proteina tossica che ha causato il danno».
Insieme ad altri trattamenti già esistenti o che arriveranno in futuro, una terapia KIBRA per riparare le sinapsi potrebbe rappresentare una preziosa aggiunta. «Ridurre le proteine tossiche è ovviamente importante, ma riparare le sinapsi e migliorare la loro funzione è un altro fattore critico che potrebbe aiutare», ha affermato Tracy. «È così che vedo che questo avrà il maggiore impatto in futuro».
Questo lavoro è stato sostenuto in parte attraverso fondi del National Institutes of Health, del Buck Institute Impact Circle, della BrightFocus Foundation, della Forever Healthy Foundation, dell'Alzheimer's Association, della Larry L. Hillblom Foundation, di una sovvenzione per la strumentazione condivisa dell'NCRR, del Consorzio per la ricerca sulla demenza frontotemporale e il consorzio Tau.
Riferimenti:
(1) Buck Tara Tracy
(2) KIBRA repairs synaptic plasticity and promotes resilience to tauopathy-related memory loss
(3) Buck Institute
Descrizione foto: Identificare un meccanismo KIBRA-dipendente per riparare la plasticità delle sinapsi che è disregolata nei neuroni alla base della perdita di memoria nella tauopatia. Questo studio descrive il recupero della plasticità funzionale nelle sinapsi dei neuroni nonostante la tossicità indotta da tau nel cervello. - Credit: Larissa Brown.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Buck Scientists Discover a Potential Way to Repair Synapses Damaged in Alzheimer’s Disease