La proteina Tau mostra benefici inaspettati nel ridurre i danni cerebrali

Uno studio condotto da ricercatori del Baylor College of Medicine e dell'Ian and Dan Duncan Neurological Research Institute del Texas Children's Hospital ha scoperto che la proteina Tau, nota per essere un fattore chiave nello sviluppo di diverse malattie neurodegenerative, tra cui l'Alzheimer, ha anche una funzione positiva nel cervello. La Tau riduce il danno neuronale causato dall'eccesso di specie reattive dell'ossigeno (ROS), o radicali liberi, e promuove un invecchiamento sano. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Neuroscience.

"I ROS sono sottoprodotti naturali di varie funzioni cellulari nell'organismo. Mentre bassi livelli di ROS sono benefici, livelli eccessivi sono dannosi per le cellule perché causano la formazione di forme tossiche di altre molecole, con conseguente stress ossidativo, inclusi i lipidi perossidati", ha affermato l'autrice principale dello studio, la Dott.ssa Lindsay Goodman, borsista post-dottorato nel laboratorio del Dott. Hugo Bellen. "I neuroni sono particolarmente suscettibili allo stress ossidativo e vengono distrutti se i livelli di lipidi perossidati non vengono adeguatamente controllati".

Le goccioline lipidiche proteggono il cervello dai danni ossidativi

Sono sempre più numerose le prove che dimostrano che il nostro cervello ha sviluppato diverse strategie neuroprotettive per combattere i danni indotti dalle ROS.

Una di queste strategie, scoperta dal team di Bellen nel 2015, prevede che i neuroni esportino questi lipidi perossidati tossici alle cellule gliali vicine, che poi li sequestrano in goccioline lipidiche per immagazzinarli e trasformarli in energia. "Questo processo rimuove e neutralizza efficacemente questi lipidi tossici", ha osservato Goodman. "Nello studio attuale, abbiamo esaminato il ruolo della tau nella formazione di goccioline lipidiche nelle cellule gliali".

Il team ha scoperto che la proteina Tau endogena normale nei moscerini è necessaria per la formazione di goccioline lipidiche nelle cellule gliali e per la protezione dai ROS nei neuroni. Analogamente, la proteina Tau è necessaria per la formazione di goccioline lipidiche nelle cellule gliali derivate da ratti ed esseri umani.

Sebbene l'espressione della Tau umana normale fosse sufficiente a ripristinare la formazione e la maturazione delle goccioline lipidiche nelle cellule gliali delle mosche prive di Tau nativa, quando questa proteina Tau umana presentava mutazioni associate a un rischio aumentato di malattia di Alzheimer, la glia non era in grado di formare goccioline lipidiche in risposta alle ROS nei neuroni.

Ciò suggerisce che le mutazioni di Tau possano ridurre la normale capacità della proteina di prevenire lo stress ossidativo, oltre a causare l'accumulo proteico tipico della malattia, come descritto in studi precedenti. Nel complesso, questi dati supportano un nuovo ruolo neuroprotettivo di Tau nel contrastare la tossicità correlata ai ROS.

Ulteriori collegamenti con la malattia sono stati individuati utilizzando modelli di mosche e ratti di condizioni indotte da Tau, in cui la proteina Tau umana mutata era sovraespressa nelle cellule gliali. In questi scenari, i ricercatori hanno nuovamente osservato difetti nelle goccioline lipidiche delle cellule gliali e morte cellulare in risposta alle ROS nei neuroni. Ciò ha dimostrato che la Tau è un regolatore sensibile al dosaggio delle goccioline lipidiche delle cellule gliali e che una sua quantità eccessiva o insufficiente può essere dannosa.

"Svelando un nuovo e sorprendente ruolo neuroprotettivo della proteina tau, lo studio apre le porte a potenziali nuove strategie per rallentare, invertire e trattare le malattie neurodegenerative", ha affermato Bellen, autore corrispondente dell'articolo. È professore di biologia molecolare e genetica al Baylor e titolare della cattedra Duncan NRI in neurogenetica. Bellen è anche professore di biologia embrionale March of Dimes al Baylor.

Contrariamente al suo consueto ruolo "negativo" nelle malattie neurodegenerative, questo studio dimostra che la proteina Tau svolge anche un ruolo positivo nelle cellule gliali, contribuendo a sequestrare i lipidi tossici, riducendo il danno ossidativo e proteggendo così il cervello. Tuttavia, in assenza di Tau o in presenza di proteine Tau difettose, questo effetto protettivo si perde, portando allo sviluppo di patologie.