Per cinque anni, l’assistente professore di fisiologia integrativa alla CU Boulder ha lavorato per capire meglio una proteina chiamata AKT, che è onnipresente nel tessuto cerebrale e strumentale nel permettere al cervello di adattarsi a nuove esperienze e di depositare nuovi ricordi.

Fino ad ora, gli scienziati hanno saputo molto poco su ciò che fa nel cervello.

Ma in un nuovo documento finanziato dal National Institutes of Health, Hoeffer e i suoi coautori lo spiegano per la prima volta, mostrando che AKT è disponibile in tre varietà distinte che risiedono in diversi tipi di cellule cerebrali e influenzano la salute del cervello in modi molto diversi.

La scoperta potrebbe portare a nuovi trattamenti più mirati per tutto, dal glioblastoma – il cancro al cervello che ha il Sen. John McCain – al morbo di Alzheimer e alla schizofrenia.

“AKT è una proteina centrale che è stata implicata in una serie di malattie neurologiche, ma sappiamo incredibilmente poco su di essa”, ha detto Hoeffer. “

Scoperta negli anni ’70 e conosciuta come “oncogene” (uno che, se mutato, può promuovere il cancro), AKT è stata recentemente identificata come un giocatore chiave nella promozione della “plasticità sinaptica”, la capacità del cervello di rafforzare le connessioni cellulari in risposta all’esperienza.

“Diciamo che vedi un grande squalo bianco e sei spaventato e il tuo cervello vuole formare un ricordo di ciò che sta succedendo. Devi creare nuove proteine per codificare quella memoria”, ha detto. AKT è una delle prime proteine a entrare in linea, un interruttore centrale che accende la fabbrica della memoria.

Ma non tutte le AKT sono create uguali.

Per lo studio, il team di Hoeffer ha silenziato le tre diverse isoforme, o varietà, di AKT nei topi e ha osservato la loro attività cerebrale.

Hanno fatto una serie di scoperte chiave:

AKT2 si trova esclusivamente nell’astroglia, le cellule di supporto a forma di stella nel cervello e nel midollo spinale che sono spesso colpite nel cancro al cervello e nelle lesioni cerebrali.

“Questa è una scoperta davvero importante”, ha detto il co-autore Josien Levenga, che ha lavorato al progetto come ricercatore postdoc presso CU Boulder. “Se si potesse sviluppare un farmaco che prende di mira solo AKT2 senza impattare altre forme, potrebbe essere più efficace nel trattamento di alcuni problemi con meno effetti collaterali.”

I ricercatori hanno anche scoperto che AKT1 è onnipresente nei neuroni e sembra essere la forma più importante nel promuovere il rafforzamento delle sinapsi in risposta all’esperienza, ovvero la formazione della memoria. (Questa scoperta è in linea con la ricerca precedente che mostra che le mutazioni in AKT1 aumentano il rischio di schizofrenia e altri disturbi cerebrali associati a un difetto nel modo in cui un paziente percepisce o ricorda le esperienze.)

AKT3 sembra svolgere un ruolo chiave nella crescita del cervello, con i topi il cui gene AKT3 è messo a tacere mostrando dimensioni del cervello più piccole.

“Prima di questo, c’era un presupposto che tutti hanno fatto sostanzialmente la stessa cosa nelle stesse cellule nello stesso modo. Ora sappiamo meglio”, ha detto Hoeffer.

Fa notare che gli inibitori pan-AKT sono già stati sviluppati per il trattamento del cancro, ma immagina un giorno in cui i farmaci potrebbero essere sviluppati per colpire versioni più specifiche della proteina (AKT1 potenziatori per l’Alzheimer e la schizofrenia, AKT2 inibitori per il cancro), lasciando le altre forme non toccate, evitando effetti collaterali.

Altra ricerca sugli animali è in corso per determinare cosa succede al comportamento quando le diverse forme della proteina vanno in tilt.

“I trattamenti specifici delle isoforme sono molto promettenti per la progettazione di terapie mirate per trattare le malattie neurologiche con molta più efficacia e precisione di quelle che utilizzano un approccio unico per tutti”, concludono gli autori. “Questo studio è un passo importante in questa direzione”

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