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Secondo questo recente studio le condizioni della malattia di Alzheimer potrebbero migliorare grazie alla presenza di un inibitore di HASPIN, ovvero il coumestrolo, contenuto nei germogli di soia.
Una dieta a base di tali germogli sembrerebbe infatti diminuire il livello di proteina Tau fosforilata e la creazione di placche senili nell’ippocampo, e dunque rallentare o verosimilmente sopprimere la perdita di memoria a breve termine nei topi modello della malattia di Alzheimer (5xFAD).
La malattia di Alzheimer: il possibile ruolo dei germogli di soia
La malattia di Alzheimer è caratterizzata da alcuni cambiamenti patologici molto specifici, come:
- i grovigli neurofibrillari,
- le placche senili o neuritiche, costituite da beta-amiloide,
- la morte delle cellule neuronali (atrofia cerebrale).
Per comprenderla è fondamentale focalizzare lo studio sulla regolazione della fosforilazione della proteina MATP/Tau, in quanto nei pazienti affetti da tale patologia la proteina è iperfosforilata.
La funzione della proteina Tau è di mantenere la stabilità dei microtubuli: una fosforilazione eccessiva determina la perdita di capacità di legarsi ad essi. A questo punto le stesse proteine iniziano a formare degli aggregati fibrosi insolubili, che si accumulano all’interno delle cellule nervose e ne inducono la morte.
Si è osservato che HASPIN (una serina/treonina chinasi espressa in varie cellule, tra cui quelle dell’ippocampo) fosforila la proteina Tau e regola la segregazione dei cromosomi durante la divisione cellulare.
Nonostante la sua importanza, sembrerebbe che una eventuale alterazione del gene HASPIN non comporterebbe alcun difetto significativo: la sua funzione sarebbe integrata da un meccanismo non ancora conosciuto (1). Sono stati infatti identificati degli inibitori di HASPIN (2) in grado di bloccare la proliferazione di cellule tumorali, che in questo studio sono stati utilizzati per valutare la possibilità di evitare l’iperfosforilazione della proteina TAU.
Inoltre diversi studi hanno dimostrato che il coumestrolo può ridurre la quantità di beta amiloidi nel cervello: questo studio valuta dunque anche la possibilità di una riduzione delle placche amiloidi grazie alla somministrazione di germogli di soia.
Caratteristiche dello studio
- Tipo di studio: Studio randomizzato controllato.
- Luogo: Giappone.
- Tipo di pazienti: modello murino con topi wild-type (W) e topi 5xFAD (AD).
Scopo dello studio: l'inibizione di HASPIN può apportare dei miglioramenti nella malattia di Alzheimer?
In questo studio effettuato su modello murino di malattia di Alzheimer (5xFAD) sono stati osservati gli effetti dell’inibizione di HASPIN sulla malattia sia in vivo che in vitro, per confermare se questa proteina sia coinvolta nell’insorgenza della patologia o meno.
Gli autori hanno elaborato lo studio attraverso l’uso di una dieta a base di germogli di soia, nei quali sarebbe presente il coumestrolo, un inibitore di HASPIN.
Progettazione
Gli esperimenti sono stati condotti esaminando topi wild-type per Alzheimer e topi 5xFAD.
Questi sono stati alimentati, a partire dalle 8 settimane di età, con cibo di controllo e cibo a base di germogli di soia, i quali contengono la più alta quantità di coumestrolo tra i vegetali. I topi sono stati sottoposti ad esperimenti per cinque mesi.
Hanno poi eseguito:
- un saggio chinasi in vitro (3)
- un’analisi Western Blot
- la reazione a catena della trascrittasi inversa-polimerasi (RT-PCR)
- la colorazione rosso Congo
- il test del labirinto a Y per monitorare l’attività locomotoria spontanea e la memoria di lavoro spaziale.
Per esaminare l’eventuale fosforilazione della proteina Tau mediante HASPIN, la proteina è stata incubata con HASPIN umano ricombinante. Ciò ha dimostrato la fosforilazione della proteina Tau. Dopo aver aggiunto un inibitore HASPIN CHR-6494 e coumestrolo, i segnali precedenti si sono ridotti notevolmente.
Risultati
I risultati degli esperimenti hanno dimostrato che:
- Sia nell’ippocampo che nella proteina Tau fosforilata era espresso HASPIN, che agisce così come substrato di fosforilazione (4).
- Una dieta a base di germogli di soia contenenti coumestrolo è verosimilmente funzionale a sopprimere o quanto meno a rallentare lo sviluppo della patologia in 5xFAD.
- In seguito all’aggiunta dell’inibitore HASPIN CHR-6494, la fosforilazione di Tau nelle fette ippocampali è stata inibita (5).
- Con una dieta arricchita con coumestrolo, sia i topi wild-type che quelli 5xFAD hanno riportato una riduzione di 0,22 volte della proteina Tau fosforilata (p = 0,004).
- Il coumestrolo può ridurre la quantità di beta-amiloide nel cervello (6). La colorazione rosso Congo ha mostrato una riduzione significativa delle placche amiloidi nell’ippocampo dei topi 5xFAD alimentati con una dieta a base di germogli di soia.
A seguito dell’esperimento comportamentale eseguito con il test Y-maze, i valori di memoria a breve termine dei topi 5xFAD maschi e femmine:
- alimentati con una dieta standard erano rispettivamente di 54,8 ± 8,6 e 55,2 ± 8,4;
- alimentati con germogli di soia erano 66,5 ± 8,0 e 67,6 ± 10,5, non mostrando così alcuna differenza significativa rispetto ai topi normali.
Conclusioni: i germogli di soia possono migliorare le condizioni dell'Alzheimer?
La proteina Tau viene fosforilata da HASPIN.
Esistono degli inibitori di questa proteina, come CHR6494 e coumestrolo, che bloccano la fosforilazione della proteina Tau.
Il coumestrolo, che si trova principalmente nei germogli di soia, ha la capacità di rallentare e sopprimere il declino della memoria a breve termine, riducendo la quantità di beta-amiloide e Tau fosforilata nel cervello dei topi wild-type e nel 5xFAD.
L’analisi funzionale e le ricerche sempre più approfondite su HASPIN possono rappresentare un importante aiuto nel trattamento della malattia di Alzheimer, patologia per la cui prevenzione i germogli di soia sono fondamentali.
Bibliografia: fonti e note
ARTICOLO ORIGINALE: Tanaka, Matsushita, Tokuhiro et al., “Ingestion of Soybean Sprouts Containing a HASPIN Inhibitor Improves Condition in a Mouse Model of Alzheimer’s Disease”, 2023 Feb 16;12(2):320.
- Di conseguenza gli effetti collaterali associati a tale gene sarebbero piuttosto bassi.
- La soluzione di reazione è stata ottenuta miscelando 10 ng di HASPIN umano ricombinante e 1 µg di Tau umana ricombinante. In particolare, TAU-441 umano (ricombinante da E. coli) e la variante 2N4R dell’isoforma Tau, considerata la più grande proteina Tau del cervello umano.
- In particolare la sua espressione è risultata maggiore nei topi maschi 5xFAD alimentati con cibo standard, rispetto a quella nei topi wild-type.
- Si è registrata infatti una riduzione con 20 (0,46 ± 0,04) o 100 nM (0,25 ± 0,11), rispetto al controllo (0,80 ± 0,14).
- Nei topi 5xFAD alimentati con una dieta a base di germogli di soia, la concentrazione della proteina β amiloide era diminuita di 0,55 rispetto ai topi 5xFAD alimentati con una dieta standard (p = 0,005).
- Il numero di placche amiloidi nel gruppo di topi alimentati con la soia risulta di (3.3 ± 1.1) e nel gruppo con la dieta standard di (6.6 ± 0.5).
