Un orologio di aggregazione delle proteine ​​potrebbe misurare con precisione l’invecchiamento? / Could a Protein Aggregation Clock Accurately Measure Aging?

 Un orologio di aggregazione delle proteine ​​potrebbe misurare con precisione l’invecchiamento? / Could a Protein Aggregation Clock Accurately Measure Aging?

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Misurare i grumi proteici nelle nostre cellule potrebbe essere un nuovo modo per scoprire il rischio di contrarre malattie legate all’età? La professoressa Dorothee Dormann ed il professor Edward Lemke dell'Università Johannes Gutenberg di Magonza (JGU), che sono anche direttori aggiunti presso l'Istituto di biologia molecolare (IMB) di Magonza, propongono il concetto di "orologio di aggregazione proteica" per misurare l'invecchiamento e la salute in un nuovo articolo in prospettiva pubblicato su  Nature Cell Biology.

Con l’avanzare dell’età, il DNA e le proteine ​​che compongono il nostro corpo subiscono gradualmente cambiamenti che fanno sì che il nostro corpo non funzioni più come prima. Questo a sua volta ci rende più inclini a contrarre malattie legate all’età, come malattie cardiovascolari, cancro e morbo di Alzheimer. Un cambiamento importante è che le proteine ​​nelle nostre cellule a volte possono piegarsi male ed aggregarsi per formare aggregati, i cosiddetti amiloidi. Il misfolding e l'aggregazione possono accadere a qualsiasi proteina, ma un gruppo specifico di proteine ​​note come proteine ​​intrinsecamente disordinate (IDP) sono particolarmente inclini a formare amiloidi. Gli IDP costituiscono circa il 30% delle proteine ​​nelle nostre cellule e sono caratterizzati dal fatto di non avere una struttura fissa. Sono invece flessibili e dinamici, e si dimenano come fili di spaghetti cotti.

Sebbene i meccanismi molecolari siano ampiamente dibattuti e costituiscano un aspetto importante della ricerca di base, gli scienziati sanno che gli aggregati formati dagli IDP tendono ad accumularsi in molte cellule a vita lunga – come i neuroni o le cellule muscolari – man mano che invecchiamo. Inoltre, possono causare molte malattie legate all’età, in particolare malattie neurodegenerative come l’Alzheimer ed il morbo di Parkinson. Pertanto, avere molti aggregati in una cellula potrebbe essere un indicatore di quanto sia malsana la cellula o se una persona rischia di sviluppare presto una malattia legata all’età. Nel loro articolo recentemente pubblicato, Dormann e Lemke propongono che l'aggregazione degli IDP possa essere utilizzata come un "orologio" biologico per misurare la salute e l'età di una persona.

Se sviluppato ulteriormente in un test diagnostico sensibile, un orologio di aggregazione proteica potrebbe essere estremamente utile. In primo luogo, i medici potrebbero usarlo per diagnosticare le malattie legate all’età in fasi molto precoci o identificare le persone che non sono ancora malate ma che hanno un rischio maggiore di sviluppare malattie con l’avanzare dell’età. Ciò consentirebbe loro di ricevere trattamenti preventivi prima che sviluppino una malattia grave. In secondo luogo, gli scienziati potrebbero usarlo per valutare gli effetti di nuovi trattamenti sperimentali per ridurre l'aggregazione proteica al fine di prevenire o ritardare le malattie legate all'età.

"In pratica, siamo ancora lontani da un test diagnostico di routine, ed è importante migliorare la nostra comprensione dei meccanismi fondamentali che portano all'aggregazione degli IDP", ha affermato Dormann. "Tuttavia, vogliamo stimolare il pensiero e la ricerca nella direzione dello studio degli aggregati proteici per misurare i processi di invecchiamento biologico", ha aggiunto Lemke. "Siamo ottimisti sul fatto che in futuro saremo in grado di superare le attuali sfide legate alla lettura dell'orologio di aggregazione delle proteine ​​attraverso ulteriori ricerche sulla dinamica dell'IDP ed ulteriori sviluppi tecnologici."

Sebbene esistano altri “orologi” per misurare l’invecchiamento e la salute, la maggior parte di essi si basa su acidi nucleici come il DNA. Dormann e Lemke ritengono che un orologio biologico basato sulle proteine ​​sarebbe un utile complemento a questi orologi esistenti, poiché le proteine ​​sono tra le molecole più abbondanti nelle cellule e sono cruciali per tutte le funzioni cellulari. Con l'aiuto di un tale orologio di aggregazione delle proteine, sperano che scienziati e medici siano in grado di fare un passo avanti verso l'aiutare le persone ad invecchiare in modo sano ed a prevenire le malattie legate all'età.

Con la loro ricerca, Dorothee Dormann e Edward Lemke contribuiscono al Center for Healthy Aging (CHA), un centro di ricerca virtuale lanciato nel 2021. Il CHA riunisce scienziati impegnati nella ricerca di base e clinica di tutta Magonza che si concentrano sull'invecchiamento e sulle malattie legate all'età . I loro risultati dovranno essere utilizzati per promuovere un invecchiamento sano e per trovare trattamenti che aiutino a prevenire o curare le malattie legate all’età.

ENGLISH

Could measuring protein clumps in our cells be a new way to find out our risk of getting age-related diseases? Professor Dorothee Dormann and Professor Edward Lemke of Johannes Gutenberg University Mainz (JGU), who are also adjunct directors at the Institute of Molecular Biology (IMB) in Mainz, propose the concept of a "protein aggregation clock" to measure ageing and health in a new perspective article published in Nature Cell Biology.

As we age, the DNA and proteins that make up our bodies gradually undergo changes that cause our bodies to no longer work as well as before. This in turn makes us more prone to getting age-related diseases, such as cardiovascular disease, cancer, and Alzheimer's disease. One important change is that the proteins in our cells can sometimes become misfolded and clump together to form aggregates, so-called amyloids. Misfolding and aggregation can happen to any protein, but a specific group of proteins known as intrinsically disordered proteins (IDPs) are especially prone to forming amyloids. IDPs make up around 30 percent of the proteins in our cells and they are characterized by having no fixed structure. Instead, they are flexible and dynamic, flopping around like strands of cooked spaghetti.

While the molecular mechanisms are widely debated and an important aspect of basic research, scientists know that aggregates formed from IDPs tend to accumulate in many long-lived cells – such as neurons or muscle cells – as we age. Moreover, they can cause many age-related diseases, particularly neurodegenerative diseases such as Alzheimer's and Parkinson's disease. Thus, having many aggregates in a cell could be an indicator of how unhealthy the cell is or if a person is likely to develop an age-related disease soon. In their recently published article, Dormann and Lemke propose that IDP aggregation could be used as a biological "clock" to measure a person's health and age.

If developed further into a sensitive diagnostic test, a protein aggregation clock could be extremely useful. Firstly, doctors could use it to help diagnose age-related diseases at very early stages or identify people who are not yet sick but have a higher risk of developing disease as they age. This would allow them to be given preventative treatments before they develop severe disease. Secondly, scientists could use it to assess the effects of new experimental treatments to reduce protein aggregation in order to prevent or delay age-related diseases.

"In practice, we are still far away from a routine diagnostic test, and it is important that we improve our understanding of the fundamental mechanisms leading to IDP aggregation", said Dormann. "However, we want to stimulate thinking and research in the direction of studying protein aggregates to measure biological ageing processes," Lemke added. "We are optimistic that in the future we will be able to overcome the current challenges of reading a protein aggregation clock through more research on IDP dynamics and making further technological developments."

Although there are other "clocks" to measure ageing and health, most of them are based on nucleic acids like DNA. Dormann and Lemke think that a biological clock based on proteins would be a useful complement to these existing clocks, as proteins are among the most abundant molecules in cells and are crucial for all cellular functions. With the help of such a protein aggregation clock, they hope that scientists and doctors will be able to move one step closer towards helping people age healthily and preventing age-related diseases.

With their research, Dorothee Dormann and Edward Lemke contribute to the Center for Healthy Ageing (CHA), a virtual research center launched in 2021. The CHA brings together scientists in basic and clinical research from across Mainz who focus on ageing and age-related diseases. Their findings are to be used to promote healthy ageing and to find treatments that help prevent or cure age-related diseases.

Da:

https://www.technologynetworks.com/proteomics/news/could-a-protein-aggregation-clock-accurately-measure-aging-387860