Prioni e malattie neurodegenerative: nuove evidenze

Era il 1982 quando il Dr. Prusiner, neurologo statunitense, annunciò di aver individuato una nuova classe di agenti infettivi, i prioni. La loro particolarità? Non sono virus, batteri o funghi bensì proteine “sbagliate” in grado di modificare e quindi di “infettare” altre proteine. La scoperta venne inizialmente snobbata dalla comunità scientifica, ma con il passare del tempo numerose evidenze confermarono che i prioni  sono alla base di numerose malattie neurodegenerative. Uno studio pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences ne da ulteriore conferma, descrivendo un nuovo prione all’origine dell’atrofia multisistemica (o MSA), una patologia simile al morbo di Parkinson.

I prioni, una storia recente

Nei laboratori dell’Università della California, a partire dagli anni ’70, Prusiner e colleghi studiarono un’intera classe di malattie degenerative del sistema nervoso centrale, chiamate encefalopatie spongiformi. Appartengono a questa categoria la scrapie, che colpisce il sistema nervoso degli ovini, l’encefalite bovina spongiforme (passata agli onori della cronaca come il morbo della mucca pazza) e la malattia di Creutzfeld-Jakob negli esseri umani. Anche il kuru, malattia diffusa tra le tribù cannibali della Nuova Guinea, è causata da un prione. Già negli anni ’60 si ebbero le prove della trasmissibilità di queste malattie, ma fu solo nel 1982 che Prusiner identificò le “particelle infettive proteiche”, i prioni appunto, responsabili delle encefalopatie spongiformi. La scoperta gli valse il premio Nobel per la fisiologia o medicina nel 1997.

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Il Dr. Prusiner nel 1997, anno in cui vinse il Nobel per la fisiologia o medicina (Immagine: UCFS)

Dr. Jekyll and Mr. Hyde

Le proteine prioniche “sane” (o PrPc) sono normalmente presenti nell’organismo dei mammiferi, soprattutto nei neuroni, e si pensa abbiano un ruolo nella conservazione della memoria a lungo termine. Esistono tuttavia dei prioni “malati” (PrPsc), effetto di una mutazione genetica, che differiscono dai primi nella loro struttura 3D (qui puoi leggere di più sulla struttura tridimensionale delle proteine) e possiedono delle caratteristiche uniche: a differenza di virus e batteri sono resistenti ai trattamenti sterilizzanti (calore, radiazioni, formaldeide) e, cosa ancor più importante, sono resistenti alle proteasi, gli enzimi in grado di smontare le proteine. Un organismo dove si sviluppano prioni malati, quindi, non è in grado di combatterli. Ma cosa rende i prioni “infettivi”? Nonostante nascano da una mutazione genetica, infatti, i prioni sono in grado di propagarsi nel tessuto nervoso dell’organismo ospite e di infettarne altri. Questo perché la forma patologica della proteina è in grado di modificare la struttura molecolare della proteina sana quando ne viene in contatto, facendola diventare a sua volta malata. Si tratta, sostanzialmente, di un lungo effetto domino che si propaga, trasformando le proteine prioniche normalmente presenti nel tessuto da “buone” a “cattive” per formare, infine, grosse agglomerati (chiamati placche) di proteine insolubili che danno al cervello malato l’effetto “spugnoso” tipico delle encefalopatie da prioni.

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Il modello di propagazione dei prioni (Immagina: Wikipedia)

Un nuovo prione umano

Le ultime ricerche condotte nel laboratorio del dr. Prusiner hanno individuato una nuova versione della proteina alfa-sinucleina che sembra agire proprio come un prione e sarebbe responsabile dell’atrofia multisistemica, una patologia dai sintomi molto simili alla malattia di Parkinson. Entrambe le patologie sono associate a lesioni cerebrali causate da agglomerati di alfa-sinucleina, proteina normalmente solubile, ma che può assumere una conformazione “sbagliata” e creare, appunto, strutture non convenzionali che danneggiano il cervello.

I ricercatori hanno dimostrato che campioni di tessuto cerebrale di pazienti affetti da MSA erano in grado di trasmettere la malattia in un modello animale di topo predisposto alla malattia di Parkinson. I cervelli dei topi malati, inoltre, contenevano livelli incredibilmente alti di alfa-sinucleina “sbagliata” e potevano a loro volta, se inoculati in altri topi, propagare la MSA. Queste evidenze hanno spinto Prusiner e colleghi a concludere che anche questa patologia neurodegenerativa condivide con le altre malattie prioniche già note il meccanismo fondamentale di autopropagazione di proteine dannose. Contemporaneamente, un altro studio pubblicato sulla rivista Nature dimostra che un meccanismo simile possa riguardare anche la proteina beta-amiloide, responsabile della malattia di Alzheimer.

Malattie infettive? La cautela è d’obbligo.

Di fronte alle evidenze che alcune forme di malattie degenerative sono causate da agenti “infettivi” proteici, alcune precisazioni sono d’obbligo. Non si parla, infatti, di microorganismi e quindi di trasmissione per contatto o per via aerea ma il pericolo riguarderebbe solo alcune particolari tecniche neurochirurgiche attuate in ambiente ospedaliero. La resistenza delle proteine prioniche alle comuni tecniche di sterilizzazione degli strumenti chirurgici, infatti, potrebbe rendere proprio questi strumenti dei potenziali veicoli. Dopo le precauzioni normative adottate a seguito del caso “mucca pazza” alla fine degli anni ’90, concludono i ricercatori, non ci sono reali rischi di infezione al di fuori di questi contesto.

Immagine box: UCSF

Immagine in apertura: Wikipedia

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