Nuove scoperte forniscono una migliore comprensione di come la sintesi della dopamina è regolata nel cervello. Potrebbe fornire nuove informazioni sul meccanismo alla base di malattie come il Parkinson.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nature Communications.
Dopamina e Parkinson: ecco cosa dice la nuova ricerca
Nel cervello ci sono miliardi di cellule nervose che parlano tra loro usando sostanze di segnalazione chiamate neurotrasmettitori. 
Uno di questi neurotrasmettitori è la dopamina, nota a molti come uno degli “ormoni della felicità”. Oltre a indurre un senso di ricompensa e soddisfazione, la dopamina è importante anche per il controllo motorio, la concentrazione, l’apprendimento e l’attenzione.
L’importanza della dopamina diventa chiara nei pazienti con malattia di Parkinson. Nel cervello di questi pazienti, le cellule che sintetizzano e secernono la dopamina muoiono. Queste cellule sono chiamate neuroni dopaminergici e agiscono come piccole fabbriche di dopamina.
I sintomi mentali e fisici nei pazienti di Parkinson si verificano solo quando circa la metà di queste cellule è scomparsa. Ciò significa che la malattia non viene scoperta fino a quando non si sono verificati molti danni. Uno degli obiettivi della ricerca sul sistema dopaminergico del cervello è scoprire come il Parkinson e le malattie correlate possono essere rilevati in una fase precoce.
“In questo modo, puoi trovare farmaci che possono prevenire l’ulteriore sviluppo della malattia”, ha dichiarato la ricercatrice Mars Innselset Flydal, presso il Dipartimento di Biomedicina, dell’Università di Bergen.
Gli enzimi sono proteine che agiscono come catalizzatori per le reazioni chimiche nel corpo. La struttura tridimensionale degli enzimi è assolutamente essenziale per la loro attività e regolazione. All’interno delle cellule produttrici di dopamina, ci sono grandi quantità di un enzima chiamato tirosina idrossilasi (TH).
“Tali strutture 3D possono dirci come avvengono i processi cellulari a livello atomico e quindi anche come possiamo trovare un trattamento mirato per correggere gli errori negli enzimi, che, ad esempio, si verificano a causa di mutazioni di malattie. Per TH, tali mutazioni causano carenza di TH , una malattia neurologica classificata come un sottogruppo di parkinsonismo“, ha spiegato la professoressa Aurora Martinez, presso il Dipartimento di Biomedicina, UiB.
Nel suo gruppo di ricerca, che è partner del centro Neuro-SysMed, lavorano per capire come funzionano le proteine a livello strutturale. In altre parole, stanno cercando di scoprire come le mutazioni causano difetti nella funzione delle proteine e come tali difetti possono essere riparati.
Il compito dedicato del TH è convertire l’amminoacido tirosina in L-dopa, che viene ulteriormente convertita in dopamina da un altro enzima. È noto che il TH è l’enzima chiave nella regolazione della sintesi della dopamina, ma non è stato compreso in che modo ciò avvenga a livello di dettagli strutturali.
Su conosce da tempo che la dopamina può regolare la propria produzione. La dopamina può legarsi all’enzima TH e inattivarlo. Tali meccanismi regolatori sono chiamati feedback negativo e assicurano che la sintesi della dopamina sia disattivata quando la cellula ha una quantità sufficiente di dopamina.
“Quando il livello di dopamina scende di nuovo, le vie di segnalazione verranno attivate nella cellula. Ciò porta alla modifica del TH, dalla cosiddetta fosforilazione, che provoca il rilascio di dopamina e la riattivazione dell’enzima”, afferma la ricercatrice Rune Kleppe al Dipartimento di Medicina del Lavoro, Helse Bergen, che è stata anche coinvolta nello studio.
È l’interazione tra questi meccanismi regolatori che i ricercatori ora credono di poter comprendere a livello di dettaglio: “Questa conoscenza ci offre nuove opportunità per sviluppare farmaci per le malattie neuropsichiatriche e neurodegenerative“, ha affermato il professor Martinez.
Questi risultati di ricerca sono il prodotto di un’attività di ricerca a lungo termine e leader mondiale sulla TH presso il Dipartimento di Biomedicina (UiB) e Helse Bergen, e sulla struttura delle proteine nel gruppo di ricerca del Professor José María Valpuesta presso il Centro Nacional de Biotecnología ( CNB-CSIC) a Madrid, grazie all’utilizzo di sofisticati microscopi crioelettronici ad alta risoluzione per determinare la struttura tridimensionale delle proteine.
“La microscopia crioelettronica è stata essenziale per scoprire che aspetto ha il TH e ha anche permesso di vedere come cambia quando si lega alla dopamina“, ha concluso Martinez.
La popolazione di sesso maschile
ha 1.5 volte in più di probabilità di essere colpita dal morbo di Parkinson rispetto alle popolazione di sesso femminile. La malattia influenza la qualità della vita dei soggetti colpiti dalla malattia, causando difficoltà importanti nell’interazione sociale e spesso aggravando la loro condizione economica, a causa delle spese mediche associate alla malattia.