Nuove conoscenze sulle interrelazioni tra sonno, proteina Tau e demenza
La ricerca ha dimostrato che la proteina Tau(si apre in una nuova finestra), quando presente nel cervello delle persone affette dal morbo di Alzheimer, si accumula in aggregati quali i grovigli e presenta inoltre un numero molto maggiore di siti di fosforilazione(si apre in una nuova finestra) rispetto alla Tau dei soggetti sani. È interessante notare che sembra esserci una sovrapposizione tra i siti di fosforilazione riscontrati nelle persone affette dal morbo di Alzheimer e quelli indotti dal sonno. Marieke Hoekstra(si apre in una nuova finestra), ricercatrice di sleepyTau(si apre in una nuova finestra) presso l’Istituto fiammingo di biotecnologia(si apre in una nuova finestra) (VIB) in Belgio, ha voluto approfondire il rapporto tra sonno e fosforilazione della proteina Tau. «Durante il sonno, la temperatura del cervello dei mammiferi diminuisce di 1-2 °C. Anche se il calo è minimo, è sufficiente ad attivare percorsi sensibili alla temperatura in grado di alterare le funzioni cerebrali, compresa la fosforilazione della proteina Tau», spiega. Se riuscissimo a capire quale sia la funzione della proteina Tau fosforilata (pTau) durante il sonno, avremmo un primo indizio su come, nel corso del tempo, la pTau possa diventare associata alla malattia. Il progetto sleepyTau, condotto dal Laboratorio di comunicazione neuronale diretto da Patrik Verstreken(si apre in una nuova finestra), si è quindi proposto di studiare i cambiamenti nella rete neurale dell’ippocampo indotti dal sonno, una regione cerebrale fondamentale per il consolidamento della memoria. L’ippocampo è inoltre una delle prime regioni a subire danni nel caso del morbo di Alzheimer.
Approfondimenti sul cervello durante il sonno e sull’azione della proteina Tau
Per comprendere meglio la forza delle connessioni neuronali nell’ippocampo che dipende dalla proteina Tau, sleepyTau ha utilizzato una tecnica che prevedeva il posizionamento di sezioni cerebrali di topi su un array multielettrodo(si apre in una nuova finestra). «Con gli elettrodi di questa configurazione, abbiamo stimolato i neuroni in un punto e misurato come i neuroni a valle, ovvero quelli a cui sono collegati i neuroni stimolati, hanno risposto a tale stimolazione», aggiunge Hoekstra, coordinatrice del progetto finanziato nell’ambito delle azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra). Il team ha scoperto che la risposta dei neuroni a valle è molto più forte quando i topi hanno dormito bene. È interessante notare che, se i topi dormono bene ma i loro livelli della proteina Tau sono ridotti, la risposta dei neuroni a valle non è altrettanto buona. «Questo è un chiaro indizio a sostegno della nostra ipotesi secondo cui la proteina Tau, e presumibilmente la pTau, svolga una funzione durante il sonno», osserva Hoekstra. Ciò suggerisce che la proteina Tau contribuisca alla comunicazione neuronale dipendente dal sonno. La ricerca è correlata al progetto DIVE into AD, anch’esso finanziato dall’UE, che studia il ruolo della proteina Tau nella demenza.
Un’interessante sovrapposizione tra i siti di fosforilazione della proteina Tau riscontrati nel sonno e nella neurodegenerazione
Hoekstra ritiene che la sovrapposizione tra i siti di fosforilazione della proteina Tau indotti dal sonno e quelli riscontrati nella neurodegenerazione sia talmente marcata da sollevare una domanda: qual è la funzione fisiologica di quei siti di pTau durante il sonno? L’analisi approfondita di questo processo può fornire indizi su come la pTau si associ alla patologia, in cui la proteina Tau, oltre a formare aggregati, potrebbe anche svolgere la propria funzione fisiologica in modo eccessivo, contribuendo così al malfunzionamento neuronale. Insieme al collega ricercatore Ryan Trouvé, nel laboratorio di Patrik Verstreken(si apre in una nuova finestra), Hoekstra sta attualmente mettendo a punto un modello per verificare le implicazioni funzionali di questi siti di pTau. Altri gruppi di ricerca avevano già scoperto che la fosforilazione della proteina Tau aumenta durante il sonno. sleepyTau ha aperto nuove prospettive rendendosi conto che ciò potrebbe effettivamente avere un ruolo fisiologico e sviluppando questa ipotesi in un proprio e originale approccio di ricerca. Come afferma Hoekstra: «Comprendendo in che modo i meccanismi funzionali della natura possano iniziare a rivoltarsi contro di noi, proprio come la crescita cellulare che sfugge al controllo nel caso del cancro, potremo, in ultima analisi, sviluppare nuove strategie che consentano, se non di curare la malattia, almeno di rallentarne la progressione».
