Prions clog cell traffic in brains with neurodegenerative diseases / I prioni ostruiscono il traffico cellulare nei cervelli con malattie neurodegenerative
Prions clog cell traffic in brains with neurodegenerative diseases / I prioni ostruiscono il traffico cellulare nei cervelli con malattie neurodegenerative
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Prion proteins (shown in red in mouse brain cells) can disrupt traffic in the threadlike axons of nerve cells, leading to death of the cells. / Le proteine prioniche (mostrate in rosso nelle cellule cerebrali del topo) possono interrompere il traffico negli assoni filiformi delle cellule nervose, portando alla morte delle cellule.
Clumps of these proteins may contribute to nerve death by causing mitochondria to crash.
Clumps of misfolded proteins cause traffic jams in brain cells. Those jams may have deadly consequences in neurodegenerative diseases.
Clusters of prions block passage of crucial cargo along intracellular roadways in brain cells, cell biologist Tai Chaiamarit of the Scripps Research Institute in La Jolla, Calif., reported December 10 at the joint annual meeting of the American Society for Cell Biology and the European Molecular Biology Organization.
Prions, misshaped versions of a normal brain protein, clump together in large aggregates that are hallmarks of degenerative brain diseases, such as mad cow disease in cattle, chronic wasting disease in deer and Creutzfeldt-Jakob disease in people. It’s unclear why those clumpy proteins are so deadly to nerve cells called neurons, but the new study may provide clues about what goes wrong in these diseases.
Axons, the long stringlike projections of nerve cells that carry electrical signals to other nerves, are the sites of prion traffic jams, Chaiamarit and colleagues found. As more prions clump together, they cause swollen bulges that make the axon look like a snake that has just swallowed a big meal.
Through a microscope, Chaiamarit and colleagues saw mitochondria being transported toward the cell’s furthest reaches derailed at the bulges.
Mitochondria, cells’ energy-generating organelles, are carried outbound from the main body of the cell by a motor protein called kinesin-1. The protein motors along molecular rails called microtubules. A different motor protein, dynein, transports mitochondria back toward the cell body along those same rails.
Prion clumps disrupt outbound traffic, causing kinesin-1 and mitochondria to jump the microtubule tracks in the swollen sections, the researchers discovered. Microtubules may be bent or broken in those spots. Mitochondria movement back toward the cell body wasn’t impaired, perhaps because dynein is better at avoiding obstacles than kinesin-1, Chaiamarit said.
Brain cells are alive when the traffic jams start, but the researchers think the jams contribute to cell death later.
ITALIANO
Ciuffi di queste proteine possono contribuire alla morte dei nervi causando il crash dei mitocondri.
Ciuffi di proteine mal ripiegate causano ingorghi stradali nelle cellule cerebrali. Tali inceppamenti possono avere conseguenze mortali nelle malattie neurodegenerative.
Il biologo cellulare Tai Chaiamarit dello Scripps Research Institute a La Jolla, California ha riportato il 10 dicembre all'incontro annuale congiunto dell'American Society for Cell Biology e del European Molecular Organizzazione di biologia che grappoli di prioni bloccano il passaggio di carichi cruciali lungo le strade intracellulari nelle cellule cerebrali, ,
I prioni, versioni deformate di una normale proteina del cervello, si raggruppano in grandi aggregati che sono segni distintivi di malattie degenerative del cervello, come la malattia della mucca pazza nei bovini, la malattia da deperimento cronico nei cervi e la malattia di Creutzfeldt-Jakob nelle persone. Non è chiaro il motivo per cui quelle proteine ammuffite sono così micidiali per le cellule nervose chiamate neuroni, ma il nuovo studio potrebbe fornire indizi su cosa non va in queste malattie.
Chaiamarit e colleghi hanno trovato che gli assoni, le lunghe proiezioni filiformi di cellule nervose che trasportano segnali elettrici ad altri nervi, sono i siti di ingorghi di traffico di prioni. Mentre più prioni si raggruppano, causano rigonfiamenti che fanno sembrare l'assone un serpente che ha appena ingoiato un pasto abbondante.
Attraverso un microscopio, Chaiamarit e i suoi colleghi hanno visto i mitocondri trasportati verso i punti più remoti della cellula deragliati dai rigonfiamenti.
I mitocondri, organelli che generano energia delle cellule, vengono trasportati in uscita dal corpo principale della cellula da una proteina motoria chiamata kinesin-1. I motori proteici lungo le rotaie molecolari chiamati microtubuli. Una diversa proteina motoria, la dynein, trasporta i mitocondri verso il corpo cellulare lungo quelle stesse rotaie.
I ricercatori hanno scoperto che i gruppi di prioni interrompono il traffico in uscita, facendo sì che kinesin-1 e mitocondri saltino le tracce dei microtubuli nelle sezioni gonfie. I microtubuli possono essere piegati o rotti in quei punti. Il movimento dei mitocondri verso il corpo cellulare non è stato compromesso, forse perché il dynein è migliore nell'evitare gli ostacoli rispetto alla kinesina-1, ha detto Chaiamarit.
Le cellule cerebrali sono vive quando iniziano gli ingorghi, ma i ricercatori pensano che gli inceppamenti contribuiscano alla morte cellulare in seguito.
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