La base molecolare della trasmissione neurale
Negli ultimi anni sono stati fatti importanti progressi nella comprensione del modo in cui la trasmissione del segnale tra neuroni può aumentare in potenza. Questo fenomeno, noto come potenziamento a lungo termine (long term potentiation, LTP), ha ricevuto molta attenzione come potenziale terapia per diversi disturbi neurodegenerativi. Durante l'LTP la forte attivazione dei recettori NMDA su un neurone presinaptico causa una cascata di eventi. Questi eventi culminano in un aumento dei recettori per il glutammato AMPA nel neurone postsinaptico. Ciò a sua volta aumenta il rilascio di neurotrasmettitori e prolunga la trasmissione del segnale. Sebbene sia stato svolto un considerevole lavoro sui meccanismi responsabili del rafforzamento sinaptico, pochissimi studi affrontano la questione di quali meccanismi siano responsabili del mantenimento di LTP. In funzione di ciò gli scienziati del progetto AMPAZETA ("Regulation of AMPA type of glutamate receptor surface diffusion by protein kinase"), finanziato dall'UE, auspicavano di studiare gli eventi molecolari che regolano le sinapsi eccitatorie nell'ippocampo. Si è recentemente scoperto che due proteine, la protein-chinasi Mzeta (PKMZ) e Pin1, sono fondamentali per l'LTP nelle sinapsi dell'ippocampo. I ricercatori di AMPAZETA miravano a chiarire ulteriormente il meccanismo molecolare con cui Pin1 esercita il suo impatto. In questo contesto hanno combinato imaging a livello di singole molecole con biologia molecolare e tecniche di elettrofisiologia su singole cellule. Il profilo sperimentale del progetto includeva analisi per determinare l'impatto di Pin1 su diffusione superficiale dei recettori AMPA, morfologia delle spine dendritiche e livelli di PSD-95. Poiché l'inibizione di Pin1 influenzava i suddetti processi, essa rappresenta un potenziale bersaglio per modificare la formazione e il mantenimento delle sinapsi eccitatorie e la plasticità sinaptica. Pin1 ha un ruolo fondamentale nella neurodegenerazione associata all'invecchiamento, e regola l'elaborazione della proteina precursore dell'amiloide nella malattia di Alzheimer. Il lavoro dell'iniziativa AMPAZETA migliora la nostra comprensione dei meccanismi molecolari che regolano la formazione delle sinapsi e l'LTP in condizioni fisiologiche. Queste informazioni potrebbero portare allo sviluppo di nuovi bersagli per invertire o migliorare gli effetti di questo disturbo neurodegenerativo.
Parole chiave
Neurodegenerazione, sinapsi, potenziamento a lungo termine, recettore, protein-chinasi, Pin1, malattia di Alzheimer
