Alzheimer: Svelato il Network Segreto della Proteina Tau pT217 nel Cervello!

Ciao a tutti, appassionati di scienza e misteri del cervello! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante nel cuore di una delle malattie più complesse e studiate: l’Alzheimer. Parleremo di una proteina un po’ “ribelle”, la tau, e in particolare di una sua forma specifica, fosforilata in un punto preciso chiamato T217 (la chiameremo pT217). Perché è così importante? Beh, sembra essere una delle prime a “sballare” nel cervello dei pazienti con Alzheimer, molto prima che i sintomi diventino evidenti. Capire chi “frequenta” questa proteina, con chi interagisce, potrebbe darci indizi preziosi su come inizia la malattia e, chissà, su come fermarla.

Immaginate le proteine come persone in una grande città (il nostro cervello). Ognuna ha i suoi amici, i suoi colleghi, i suoi nemici. Studiare l'”interactoma” di una proteina significa proprio questo: scoprire la sua rete sociale, capire con chi si lega e cosa fa insieme a questi partner. Nel caso della tau pT217, questa indagine è cruciale.

Ma cos’è esattamente questa Tau pT217?

La proteina tau, normalmente, è una brava lavoratrice: aiuta a mantenere stabili le “autostrade” interne dei nostri neuroni. Nell’Alzheimer, però, succede qualcosa di strano: la tau viene “iperfosforilata”, cioè le vengono attaccati troppi gruppi fosfato in punti specifici. Questo la rende appiccicosa, la fa staccare dal suo lavoro e la porta ad aggregarsi, formando quei grovigli neurofibrillari che sono uno dei segni distintivi della malattia.

La cosa interessante della pT217 è che studi recenti sui fluidi biologici (come il liquido cerebrospinale) suggeriscono che i suoi livelli aumentano prestissimo nel corso della malattia, addirittura prima che compaiano problemi di memoria. È come un campanello d’allarme precoce! Ma essere un buon biomarcatore non basta. Volevamo capire: cosa fa davvero questa pT217 nel tessuto cerebrale? Qual è il suo ruolo patologico?

Svelare la “Rete Sociale” della pT217: Come Abbiamo Fatto?

Per scoprirlo, abbiamo usato una tecnica sofisticata chiamata spettrometria di massa con purificazione per affinità (AP-MS). Sembra complicato, ma l’idea è semplice: abbiamo preso campioni di tessuto cerebrale umano post-mortem da 10 pazienti con Alzheimer in stadio avanzato (metà con un profilo genetico APOE ε3/ε3 e metà ε4/ε4, un fattore di rischio noto per l’Alzheimer). Abbiamo usato degli “ami” molecolari (anticorpi specifici) per “pescare” selettivamente la tau pT217 e tutte le proteine che le erano legate in quel momento. Poi, con la spettrometria di massa, abbiamo identificato tutti questi “amici” della pT217.

Abbiamo confrontato i risultati con un nostro studio precedente, dove avevamo fatto la stessa cosa ma pescando una forma di tau più “matura” e iperfosforilata (chiamata PHF1), tipica di stadi più avanzati della patologia. Volevamo vedere se le compagnie della tau cambiano man mano che la malattia progredisce.

La Grande Sorpresa: Il Complesso CTLH Entra in Scena

E qui arriva il bello! Abbiamo identificato 23 proteine come interattori bona fide (cioè quasi certi) della tau pT217. Tra questi, alcuni erano già noti frequentatori della tau, come la proteina SQSTM1 (nota anche come p62), coinvolta nei processi di “pulizia” cellulare.

Ma la vera novità è stata la scoperta di un gruppo di proteine che appartengono a un complesso chiamato CTLH E3 ubiquitin ligasi. Ne abbiamo trovate ben cinque subunità (WDR26, ARMC8, GID8, RANBP9, MAEA) legate alla pT217! Questo complesso è come una squadra specializzata nel “marcare” le proteine destinate alla degradazione. È la prima volta che viene collegato così chiaramente all’Alzheimer e alla tau. Pensateci: potrebbe essere un meccanismo che cerca di eliminare la tau “sbagliata”, oppure potrebbe essere coinvolto in qualche modo nel processo patologico stesso. È una pista tutta nuova da esplorare!

pT217 vs Tau “Matura”: Profili Diversi

Confrontando la pT217 con la tau PHF1 (quella più “matura”), abbiamo notato una cosa interessante. La tau legata all’anticorpo pT217 era fosforilata in meno punti rispetto alla tau PHF1. È come se la pT217 fosse una versione “più giovane” della tau patologica, catturata in uno stadio precedente del suo percorso di modificazione. Questo rafforza l’idea che la pT217 sia davvero un evento precoce nella cascata che porta alla formazione dei grovigli.

Le interazioni erano in parte sovrapposte (13 proteine in comune), soprattutto quelle legate alla degradazione proteica. Tuttavia, l’interactoma della pT217 sembrava più focalizzato proprio sui processi di catabolismo proteico e sulla crescita neuronale, mentre quello della PHF1 coinvolgeva anche processi come lo splicing dell’RNA e l’organizzazione sinaptica, forse riflettendo stadi diversi della disfunzione neuronale.

Il Fattore Genetico APOE: Qualche Differenza?

Abbiamo anche guardato se il tipo di gene APOE (ε3/ε3 vs ε4/ε4) influenzasse queste interazioni. Abbiamo trovato più interattori nei campioni ε3/ε3 (46) rispetto agli ε4/ε4 (29), ma c’era una sovrapposizione significativa (16 proteine in comune). E indovinate un po’? Le subunità del complesso CTLH erano presenti in entrambi i gruppi! Questo suggerisce che l’interazione con il complesso CTLH sia un evento abbastanza centrale, indipendentemente da questo specifico fattore di rischio genetico, almeno per la pT217. Forse l’APOE influenza di più le interazioni della tau in stadi più avanzati.

Conferme Incrociate: Vedere per Credere

Scoprire qualcosa con una tecnica è bello, ma confermarlo con altre è fondamentale nella scienza. Così, abbiamo preso tre degli interattori più interessanti – SQSTM1/p62, WDR26 (una delle star del complesso CTLH) e RANBP9 (un’altra subunità CTLH già studiata per altri ruoli nell’AD) – e siamo andati a cercarli “sul campo”.

Abbiamo usato altre tecniche (co-immunoprecipitazione e immunofluorescenza) su campioni cerebrali diversi, includendo non solo pazienti AD e controlli sani, ma anche persone con altre malattie da accumulo di tau (tauopatie primarie come la degenerazione corticobasale, la malattia di Pick e la paralisi sopranucleare progressiva).

I risultati? Bingo!

• Abbiamo confermato che SQSTM1 interagisce fortemente con la pT217 nell’AD, ma anche un po’ nelle altre tauopatie e persino, debolmente, nei controlli (probabilmente fa parte della normale pulizia cellulare).
• L’interazione tra WDR26 e la tau sembrava invece più specifica per le malattie. Era forte nell’AD, debole o assente nelle altre tauopatie e non presente nei controlli. Questo suggerisce un ruolo più legato alla patologia specifica dell’Alzheimer o comunque alla tau alterata.
• Anche RANBP9 interagiva con la tau nell’AD, con qualche traccia in un controllo ma non nelle altre tauopatie, suggerendo anche qui una certa specificità per l’AD.

Con la microscopia, abbiamo visto che SQSTM1 e WDR26 si trovano proprio lì, vicine vicine alla tau patologica nei neuroni malati, nei grovigli e nelle strutture neuronali danneggiate (neuriti distrofici). Addirittura, abbiamo usato una tecnica chiamata Proximity Ligation Assay (PLA) che rileva solo proteine a distanza ravvicinatissima (<40 nm), e abbiamo visto un segnale positivo tra WDR26 e tau fosforilata nell'AD, molto più che nei controlli, confermando la loro stretta relazione fisica.

Cosa Significa Tutto Questo e Quali Scenari Apre?

Questo studio è il primo a mappare la rete di interazioni della tau pT217 direttamente nel cervello umano affetto da Alzheimer. Ci dice che questa forma precoce di tau ha già una sua “vita sociale” specifica e, soprattutto, ci mette davanti a un nuovo potenziale protagonista: il complesso CTLH E3 ubiquitin ligasi.

La domanda ora è: questo complesso aiuta a eliminare la tau tossica o, interagendo con essa, ne peggiora la situazione, magari favorendone l’aggregazione? Sappiamo che la WDR26, la subunità più legata alla pT217, è importante per lo sviluppo cerebrale, e mutazioni in essa causano problemi neurologici. Questo rafforza l’idea che non sia un attore secondario.

Il fatto che l’interazione WDR26-tau sembri più forte nell’AD rispetto ad altre tauopatie e ai controlli è intrigante. Potrebbe essere un meccanismo specifico dell’Alzheimer? E avviene solo con la tau già aggregata o anche prima, magari con forme solubili o piccoli oligomeri appena “sballati”? I nostri dati di immunofluorescenza e PLA suggeriscono che l’interazione potrebbe avvenire preferenzialmente con la tau appena alterata, prima che formi i grandi grovigli.

Certo, ci sono limiti. La “pesca” delle proteine dipende dall’efficienza dell’anticorpo, e forse abbiamo catturato solo gli interattori più forti o abbondanti. Serviranno studi futuri, magari su coorti più grandi o con tecniche diverse come la proximity ligation accoppiata alla spettrometria di massa, per avere un quadro ancora più completo, specialmente per capire meglio le differenze legate all’APOE e cosa succede nelle primissime fasi precliniche dell’AD.

Ma la strada è aperta! Capire a fondo il ruolo del complesso CTLH nell’Alzheimer potrebbe rivelare nuovi bersagli terapeutici. Immaginate se potessimo potenziare la sua capacità di “pulire” la tau cattiva, o al contrario bloccare interazioni dannose. È presto per dirlo, ma ogni nuova scoperta sull’intricato mondo molecolare dell’Alzheimer ci avvicina un po’ di più a possibili soluzioni.

È affascinante vedere come lo studio dettagliato di una singola modifica su una proteina possa aprire finestre su meccanismi biologici complessi e potenzialmente cruciali per una malattia devastante. Continueremo a indagare!

Fonte: Springer