Le infezioni virali potrebbero promuovere la neurodegenerazione

Alzheimer No 6 Drawing by Mahdi Mahdian |

Alcune malattie virali potrebbero contribuire alla neurodegenerazione. Lo riportano i ricercatori DZNE sulla rivista scientifica “ Nature Communications ”. La loro valutazione si basa su esperimenti di laboratorio in cui sono stati in grado di dimostrare che alcune molecole virali facilitano la diffusione intercellulare di aggregati proteici che sono segni distintivi di malattie del cervello come l’Alzheimer. Questi risultati possono fornire indizi su come le infezioni virali acute o croniche potrebbero contribuire alla neurodegenerazione.
Gli aggregati di proteine ​​mal ripiegate, che si verificano nelle cosiddette malattie da prioni come la malattia di Creutzfeldt-Jakob, hanno la capacità di passare da una cellula all’altra, dove trasferiscono la loro forma anormale a proteine ​​dello stesso tipo. Di conseguenza, la malattia si diffonde nel cervello. Un fenomeno simile è discusso per l’Alzheimer e il Parkinson, che mostrano anche assemblaggi di proteine ​​mal ripiegate. La trasmissione di aggregati potrebbe comportare il contatto diretto cellula-cellula, il rilascio di aggregati “nudi” nello spazio extracellulare o il confezionamento in vescicole, che sono minuscole bolle circondate da un involucro lipidico che vengono secreti per la comunicazione tra le cellule.
I precisi meccanismi di trasmissione sono sconosciuti. Tuttavia, è un’ipotesi ovvia, che lo scambio aggregato sia per contatto cellulare diretto che tramite vescicole dipenda dalle interazioni ligando-recettore. Questo perché in entrambi gli scenari, le membrane devono entrare in contatto e fondersi. Ciò è facilitato quando sono presenti ligandi che si legano ai recettori sulla superficie cellulare e quindi fanno fondere le due membrane.
Sulla base di questo presupposto, il team di Monaco e Tubinga, nonché di scienziati belgi, ha eseguito un’ampia serie di studi con diverse colture cellulari. In tal modo, hanno studiato il trasferimento intercellulare di prioni o aggregati di proteine ​​tau, poiché si verificano in forma simile nelle malattie da prioni o nel morbo di Alzheimer e in altre “tauopatie”. Imitando ciò che accade a seguito di un’infezione virale, i ricercatori hanno indotto le cellule a produrre proteine ​​virali che mediano il legame delle cellule bersaglio e la fusione della membrana.
Due proteine ​​sono state scelte come esempi principali: la proteina spike S SARS-CoV-2, che deriva dal virus che causa il COVID-19, e la glicoproteina VSV-G del virus della stomatite vescicolare, che si verifica in un agente patogeno che infetta bovini e altri animali. Inoltre, le cellule esprimevano recettori per queste proteine ​​virali, vale a dire la famiglia dei recettori LDL, che agiscono come porte di aggancio per VSV-G, e ACE2, il recettore per la proteina spike. Possono dimostrare che le proteine ​​virali sono incorporate sia nella membrana cellulare che nelle vescicole extracellulari. La loro presenza aumentava la diffusione degli aggregati proteici tra le cellule, sia per contatto cellulare diretto che per vescicole extracellulari. I ligandi virali hanno mediato un efficace trasferimento di aggregati nelle cellule riceventi, dove hanno indotto nuovi aggregati. I ligandi agiscono come chiavi che sbloccano le cellule riceventi e quindi si insinuano nel carico pericoloso.
Certamente, questi modelli cellulari non replicano i molti aspetti del cervello con i suoi tipi cellulari molto specializzati. Tuttavia, indipendentemente dal tipo di cellula testato che produce gli aggregati patologici, la presenza di ligandi virali ha chiaramente aumentato la diffusione delle proteine ​​mal ripiegate ad altre cellule. Tutto sommato, questi dati suggeriscono che le interazioni ligando-recettore virale possono in linea di principio influenzare la trasmissione di proteine ​​patologiche. 
Questa è una scoperta nuova. Il cervello dei pazienti affetti da malattie neurodegenerative a volte contiene determinati virus. Si sospetta che causino infiammazione o abbiano un effetto tossico, accelerando così la neurodegenerazione. Tuttavia, le proteine ​​virali potrebbero anche agire in modo diverso: potrebbero aumentare la diffusione intercellulare degli aggregati proteici già in corso nelle malattie neurodegenerative come l’Alzheimer. Naturalmente, questo richiede ulteriori studi con i virus neurotropici. Chiaramente, l’impatto delle infezioni virali sulle malattie neurodegenerative merita un’indagine approfondita.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Highly efficient intercellular spreading of protein misfolding mediated by viral ligand-receptor interactions” by Shu Liu, André Hossinger, Stefanie-Elisabeth Heumüller, Annika Hornberger, Oleksandra Buravlova, Katerina Konstantoulea, Stephan A. Müller, Lydia Paulsen, Frederic Rousseau, Joost Schymkowitz, Stefan F. Lichtenthaler, Manuela Neumann, Philip Denner & Ina M. Vorberg. Nature Communications

Immagine: Alzheimer No 6 (Mahdi Mahdian)

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