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I ricercatori del Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research (WEHI) hanno fatto un importante passo avanti nella comprensione del morbo di Parkinson, risolvendo un enigma che durava da decenni. Questa scoperta potrebbe aprire la strada allo sviluppo di nuovi farmaci per contrastare la malattia.
Identificata per la prima volta oltre 20 anni fa, la PINK1 è una proteina direttamente legata al morbo di Parkinson, una delle malattie neurodegenerative in più rapida crescita al mondo. Finora, gli scienziati non erano riusciti a vedere la sua struttura, né a capire come si lega ai mitocondri danneggiati o come si attiva.
Ora, in un risultato pubblicato su Science, i ricercatori del WEHI Parkinson’s Disease Research Centre hanno determinato per la prima volta la struttura della proteina PINK1 umana legata ai mitocondri, aprendo nuove prospettive per la ricerca di trattamenti capaci di arrestare la progressione della malattia, che attualmente non ha una cura.
I punti chiave della scoperta
• I ricercatori del WEHI hanno scoperto, per la prima volta, l’aspetto e il meccanismo di attivazione della proteina PINK1 umana.
• PINK1 è una proteina essenziale per il corretto funzionamento dei mitocondri e il suo malfunzionamento è legato allo sviluppo del morbo di Parkinson.
• Questa scoperta rappresenta un passo fondamentale nella ricerca di nuovi farmaci per contrastare la malattia.
• I risultati sono stati pubblicati su Science (lo studio).
Il morbo di Parkinson: una malattia complessa e difficile da diagnosticare
Il Parkinson è una malattia insidiosa: può impiegare anni o addirittura decenni prima di essere diagnosticata con certezza. Sebbene venga spesso associata ai tremori, in realtà include oltre 40 sintomi diversi, tra cui deterioramento cognitivo, problemi di linguaggio, alterazioni della temperatura corporea e disturbi della vista.
In Australia, oltre 200.000 persone convivono con il morbo di Parkinson, e tra il 10% e il 20% di queste lo sviluppa in età giovanile, prima dei 50 anni. Il costo della malattia per l’economia e il sistema sanitario australiano supera i 10 miliardi di dollari all’anno.
La funzione della PINK1 e la svolta nella ricerca
I mitocondri, noti come le “centrali energetiche” delle cellule, producono l’energia necessaria per il funzionamento dell’organismo. Alcune cellule, soprattutto quelle cerebrali, ne contengono centinaia o migliaia perché hanno bisogno di enormi quantità di energia.
La proteina PINK1, codificata dal gene PARK6, è fondamentale per la sopravvivenza cellulare. Il suo compito è rilevare i mitocondri danneggiati e inviare un segnale per rimuoverli, evitando così l’accumulo di tossine dannose per le cellule.
In una persona sana, quando un mitocondrio si danneggia, la PINK1 si accumula sulla sua superficie e invia un segnale tramite una proteina chiamata ubiquitina, che indica la necessità di eliminare il mitocondrio difettoso.
Tuttavia, nei pazienti con una mutazione della PINK1, questo processo non funziona correttamente: i mitocondri danneggiati non vengono eliminati e si accumulano nelle cellule, portando alla loro degenerazione progressiva. Questo meccanismo è stato a lungo associato al morbo di Parkinson giovanile, ma fino a oggi non era mai stato osservato direttamente.
Il professor David Komander, direttore della divisione di segnalazione dell’ubiquitina del WEHI, ha spiegato che il suo team è riuscito, dopo anni di ricerche, a visualizzare per la prima volta la struttura della PINK1 umana e il modo in cui si lega ai mitocondri.
“È stato incredibile vedere finalmente la PINK1 e capire come si aggancia ai mitocondri danneggiati. Questa è una pietra miliare per la ricerca sul Parkinson”.
Nuove prospettive per il trattamento del Parkinson
I ricercatori hanno scoperto che la PINK1 agisce in quattro fasi distinte, due delle quali erano completamente sconosciute fino ad ora:
Attiva la proteina Parkin, che aiuta a eliminare e riciclare i mitocondri danneggiati.
Questa ricerca ha permesso di osservare per la prima volta come le mutazioni genetiche della PINK1 alterano il suo funzionamento nelle persone affette dal Parkinson.
La possibilità di utilizzare la PINK1 come bersaglio terapeutico è stata discussa per anni, ma la mancanza di informazioni sulla sua struttura e sul suo funzionamento ha reso impossibile sviluppare farmaci efficaci. Ora, con questi nuovi dati, i ricercatori sperano di trovare un trattamento in grado di rallentare o bloccare la progressione della malattia nelle persone con mutazioni della PINK1.
PINK1 e il legame con la degenerazione cerebrale
Uno degli aspetti più devastanti del morbo di Parkinson è la morte progressiva delle cellule cerebrali. Nel corpo umano, ogni minuto circa 50 milioni di cellule muoiono e vengono sostituite. Tuttavia, le cellule del cervello hanno un rinnovamento molto più lento, e la loro perdita è spesso irreparabile.
Quando i mitocondri si danneggiano, smettono di produrre energia e rilasciano tossine dannose all’interno delle cellule. In condizioni normali, questo problema viene risolto attraverso un processo chiamato mitofagia, che elimina i mitocondri difettosi.
Nei pazienti con mutazioni della PINK1, la mitofagia non funziona correttamente e le tossine si accumulano nelle cellule cerebrali, portandole alla morte. Poiché i neuroni hanno un alto fabbisogno energetico, sono particolarmente sensibili a questi danni.
Conclusioni
Questa ricerca rappresenta una svolta nella comprensione del morbo di Parkinson e potrebbe aprire la strada allo sviluppo di nuove terapie mirate.
Grazie alla scoperta della struttura e del funzionamento della proteina PINK1, i ricercatori possono ora concentrarsi sulla progettazione di farmaci specifici, con l’obiettivo di bloccare la progressione della malattia.
Anche se la strada per una cura definitiva è ancora lunga, questa scoperta segna un importante punto di partenza nella lotta contro una delle malattie neurodegenerative più diffuse al mondo.
Rileva il danno mitocondriale.
Si attacca alla superficie del mitocondrio danneggiato.
Marca l’ubiquitina, una proteina che avvia il processo di smaltimento del mitocondrio difettoso.