Sinaptotossicità dei frammenti di amiloide

Abstract

La proteina β-amiloide è la componente centrale delle placche amiloidi extracellulari presenti nel morbo di Alzheimer (AD). La sua tossicità è data dalla formazione di oligomeri solubili, detti AβO, i quali sarebbero in grado di innescare il meccanismo di neurotossicità tipico della malattia, alterando i normali processi cellulari legati principalmente alla plasticità sinaptica e alla capacità di apprendimento e memoria nell’individuo. Nonostante ciò, va comunque ricordato che i peptidi Aβ sono fisiologicamente presenti nel cervello e nel sangue di un individuo. Per questo motivo le strategie terapeutiche messe in atto per ridurre i livelli di Aβ nei pazienti con AD devono mirare ad approcci precisi e selettivi per le specifiche conformazioni della proteina, mantenendo invece inalterato il livello fisiologico di Aβ solubile. In questo contesto si inseriscono perfettamente gli anticorpi monoclonali, diretti verso le diverse forme di Aβ allo scopo di inibire la formazione di aggregati tossici. Il mio lavoro di tesi sperimentale ha avuto come obbiettivo quello di valutare la tossicità dei peptidi Aβ1-42 e dei due frammenti 10-15 e 31-35, testandoli a diversi tempi di incubazione e paragonandone la capacità di indurre sinaptotossicità a quella osservata usando come modello di insulto tossico la nicotina. Per fare questo abbiamo utilizzato i sinaptosomi ottenuti da tessuto neuronale di topo e successivamente li abbiamo analizzati tramite la tecnica della citofluorimetria, utilizzando diversi marcatori per indicare la vitalità (Calceina) o la tossicità indotta (Ioduro di propidio e Annexina V). Nel complesso i miei risultati mostrano come Aβ1-42 e il suo frammento 31-35 siano in grado dopo tre ore di incubazione di danneggiare i sinaptosomi provocandone una progressiva morte. Il dato risulta in linea con la tossicità in vitro di Aβ1-42 ad alte concentrazioni (100nM) ma svelano come probabilmente una sola specifica sequenza sia responsabile del danneggiamento sinaptico.

β-amyloid protein is the central component of the extracellular amyloid plaques found in Alzheimer's disease (AD). Its toxicity arises from the formation of soluble oligomers, known as AβO, which can trigger the neurotoxicity mechanism characteristic of the disease, disrupting normal cellular processes primarily associated with synaptic plasticity and the capacity for learning and memory in individuals. Nonetheless, it is important to remember that Aβ peptides are physiologically present in the brain and blood and that their presence is essential for modulating physiological functions that produce positive effects in the body. Consequently, therapeutic strategies designed to reduce Aβ levels in AD patients must focus on precise and selective methods targeting specific conformations of the protein (fibrils, protofibrils, or oligomers), while preserving the physiological level of soluble Aβ. Monoclonal antibodies aimed at different forms of Aβ, intended to inhibit the formation of toxic aggregates and thereby reduce the brain Aβ burden, fit perfectly into this context. My experimental thesis work aimed to evaluate the toxicity of Aβ1-42 peptides and the two fragments 10-15 and 31-35 by testing them at different incubation times and comparing their ability to induce synaptotoxicity to that observed using nicotine as a toxic insult model. To do this, we used synaptosomes obtained from mouse neuronal tissue and then analyzed them using the flow cytometry technique, using different markers to indicate viability (Calcein) or induced toxicity (propidium iodide and Annexin V). Overall, the results I bring to the attention of the commission show that Aβ1-42 and its fragment 31-35 can damage the synaptosomes after three hours of incubation, causing their progressive death. The data is in line with the in vitro toxicity of Aβ1-42 at high concentrations (100nM) but reveals that probably only one specific sequence is responsible for synaptic damage.