Midkine previne agregarea proteinelor implicate în boala Alzheimer

Un studiu publicat în Nature Structural & Molecular Biology de cercetători de la Spitalul de Cercetare pentru Copii St. Jude a evidențiat pentru prima dată un rol protector al proteinei midkine împotriva bolii Alzheimer. Deși anterior se observase acumularea acestei proteine la pacienți cu Alzheimer, funcția ei rămăsese insuficient înțeleasă. Noul studiu clarifică modul în care midkine interacționează direct cu proteina amiloid beta, un element cheie în patogeneza bolii.
Boala Alzheimer este caracterizată prin acumularea de agregate de amiloid beta în creier, care formează structuri insolubile neurotoxice. Numeroase cercetări s-au concentrat pe înțelegerea mecanismelor prin care aceste agregate se formează și persistă în țesutul cerebral. Midkine, o proteină exprimată abundent în timpul dezvoltării embrionare, dar și în anumite tipuri de cancer, a fost observată crescută în creierul pacienților cu Alzheimer, dar rolul ei patologic sau protector nu era cunoscut.

Despre studiu

Studiul a utilizat un ansamblu complex de tehnici experimentale pentru a explora interacțiunea dintre midkine și amiloid beta:

• Testări de fluorescență (Thioflavin T) – pentru a urmări agregarea amiloidului.
• Dicroism circular – pentru analiza structurii secundare a proteinelor.
• Microscopie electronică – pentru observarea agregatelor proteice.
• Rezonanță magnetică nucleară (RMN) – pentru detectarea modificărilor structurale la nivel molecular.

Modelele utilizate au inclus șoareci transgenici 5xFAD, care dezvoltă rapid acumulări de amiloid beta similare celor observate în boala Alzheimer umană. Cercetătorii au creat și linii mutante la care gena Mdk a fost inactivată, pentru a observa efectele absenței midkinei asupra progresiei bolii.

Rezultate

Midkine inhibă formarea agregatelor de amiloid beta

Prezența midkinei a inhibat elongarea și nucleația secundară a filamentelor de amiloid beta. Acestea sunt două etape critice în formarea structurilor fibrilare toxice. Experimentele au arătat că în prezența midkinei, semnalul fluorescent generat de thioflavin T scădea, semn că formarea agregatelor era redusă. De asemenea, semnalul RMN revenea la intensitate mai mare, indicând că midkine menține amiloidul în forme solubile, neagregate.

Lipsa midkinei agravează acumularea amiloidului

În modelele de șoareci Alzheimer la care a fost inactivată gena Mdk, cercetătorii au observat:

• Creșterea semnificativă a acumulării de amiloid beta în cortex și hipocamp.
• Activare microglială accentuată, indicând inflamație neurodegenerativă crescută.
• Acumularea de proteine insolubile corelate cu amiloidul, evidențiate prin spectrometrie de masă.

Analiza proteomică confirmă rolul protector

Profilarea proteomică a arătat că în lipsa midkinei, proteinele asociate amiloidului se acumulează, iar proteinele microgliale implicate în inflamație sunt mai abundente. Aceste date susțin ideea că midkine modulează agregarea amiloidului și răspunsul imun la nivel cerebral.

Concluzii și implicații terapeutice

Acest studiu oferă dovezi clare că midkine are un rol protector împotriva patologiei Alzheimer, prin blocarea formării agregatelor de amiloid beta. Descoperirea deschide noi perspective pentru:

• Identificarea de molecule mici care pot imita funcția midkinei.
• Evaluarea midkinei ca biomarker pentru identificarea riscului de boală sau monitorizarea răspunsului la tratamente.
• Explorarea rolului fiziologic al midkinei în alte boli neurodegenerative unde agregatele proteice sunt implicate.

Potrivit autorului principal, Dr. Junmin Peng, aceste rezultate pot ghida dezvoltarea de strategii terapeutice care previn acumularea de amiloid beta, oferind o cale promițătoare pentru intervenția timpurie în boala Alzheimer.