Studio spettroscopico "in vitro" del processo di aggregazione dei peptidi beta-amiloidi implicati nel morbo di Alzheimer

Molte malattie neurodegenerative come il Morbo di Alzheimer, il Morbo di Parkinson, la Corea di Huntington e l’Encefalopatia Spongiforme sono caratterizzate dalla presenza nel tessuto cerebrale di particolari aggregati proteici filamentosi detti amiloidi. Anche se i polipeptidi costituenti sono diversi a secondo della patologia, i loro aggregati condividono una serie di caratteristiche chimico-fisiche: morfologia fibrillare, alta percentuale di struttura secondaria β-sheet, resistenza alle proteasi, insolubilità nei comuni solventi. La comprensione del processo di polimerizzazione di questi polipeptidi/proteine è cruciale per chiarire l’origine di queste patologie e, auspicabilmente, sviluppare approcci e strategie terapeutiche e preventive. Recentemente, è stata messa in discussione l’idea che la tossicità degli aggregati risieda esclusivamente nelle fibrille insolubili. E’stato, anzi, suggerito che queste rappresentino una via di fuga per limitare l’effetto ben più tossico degli intermedi oligomerici solubili pre-fibrillari. In questo lavoro di tesi, con il quale si sta aprendo una nuova linea di ricerca nell’Istituto di Biofisica, è stata focalizzata l’attenzione sul peptide β-amiloide, responsabile del Morbo di Alzheimer. Per tentare di contribuire a chiarire il possibile ruolo degli stati molecolari pre-fibrillari e di capire se e come il processo di fibrillogenesi possa essere perturbato, è stato condotto uno studio spettroscopico in vitro, monitorando la cinetica di aggregazione dei peptidi β-amiloidi, anche in presenza di molecole potenzialmente in grado di influenzarla. Per questo scopo è stata utilizzata l’α-cristallina, una proteina endogena con attività di chaperone molecolare, presente nelle placche senili macroscopiche formate dagli aggregati di β-amiloide. Come tutte le heat-shock proteins, anche l’α-cristallina riconosce e lega specificatamente gli stadi primari di denaturazione di molte proteine ostacolando e arrestando la loro aggregazione aspecifica. Un ulteriore approccio di potenziale interesse terapeutico consiste nella ricerca di composti aromatici in grado di interagire con i residui di fenilalanina e tirosina del peptide β-amiloide, destabilizzando le ordinate strutture fibrillari. L’ipericina è una molecola aromatica policiclica, estratta dall’Hypericum perforatum con proprietà di blando antidepressivo, potenzialmente capace di interferire con il processo di fibrillogenesi ed aggregazione, intercalandosi attraverso interazioni di stacking tra i residui aromatici dei peptidi β-amiloidi. In entrambi i casi sono stati valutati gli effetti sulle diverse fasi della cinetica di aggregazione, rivolgendo un’attenzione particolare al procedimento di preparazione dei campioni a causa dei ben noti problemi di riproducibilità incontrati in esperimenti di questo tipo. Inoltre, grazie alle peculiari caratteristiche spettroscopiche dell’ipericina, è stato effettuato uno studio sulla efficienza di tale molecola come sonda fluorescente per il monitoraggio delle diverse fasi della cinetica di aggregazione del peptide β-amiloide