• peptidemimetico del BDNF

Le connessioni sinaptiche sono fondamentali per memoria e apprendimento e possono subire modifiche grazie alla plasticità neuronale. Questo processo comporta cambiamenti strutturali e funzionali nel cervello, consentendo al sistema nervoso di adattarsi a stimoli interni ed esterni. La plasticità sinaptica si manifesta attraverso il potenziamento a lungo termine, suddiviso in due fasi: la fase precoce, che coinvolge l'attivazione di recettori AMPA, e la fase tardiva, che stabilizza le connessioni sinaptiche attraverso l'azione di neurotrasmettitori come noradrenalina, acetilcolina e dopamina. La Regola di Hebb descrive come i neuroni rafforzano le loro connessioni quando attivati simultaneamente, formando unità funzionali. Questo modello ha rivoluzionato la comprensione della memoria, suggerendo che la ripetuta attivazione di gruppi neuronali porta a cambiamenti duraturi nelle loro connessioni, creando così le tracce di memoria.
Le connessioni sinaptiche permettono la comunicazione tra neuroni tramite neurotrasmettitori, che attivano recettori sul neurone postsinaptico e modificano il suo potenziale elettrico. L'attivazione dei recettori presinaptici aumenta il livello di AMP ciclico (cAMP), avviando una cascata biochimica. Se lo stimolo è ripetuto, la proteina chinasi cAMP-dipendente attiva il gene CREB, che a sua volta promuove la sintesi di proteine come il BDNF, fondamentali per lo sviluppo delle sinapsi e la formazione della memoria a lungo termine.
La memoria rimane un concetto complesso e difficile da definire a livello molecolare, ma i neuroscienziati ipotizzano che i network neuronali e la plasticità sinaptica siano fondamentali. Tuttavia, non esiste ancora un meccanismo chiaro su come l'informazione venga codificata, immagazzinata e richiamata. L'analogia con i computer, dove la memoria nei chip è influenzata dalla distribuzione di ioni, offre spunti per comprendere la formazione della memoria nel cervello. La matrice extracellulare neuronale (nECM) gioca un ruolo cruciale, supportando i neuroni e modulando la comunicazione tra di essi. I metalli, in particolare il rame, sono essenziali per vari processi neuronali, inclusa la trasmissione sinaptica. Tuttavia, un eccesso di rame può portare a stress ossidativo e danni cellulari. Disfunzioni nel metabolismo del rame sono associate a malattie neurologiche come Alzheimer e SLA. La comprensione del ruolo del rame e della nECM è fondamentale per delineare i meccanismi molecolari della memoria.
Il BDNF è una neurotrofina fondamentale per il mantenimento e lo sviluppo delle cellule neuronali, ed è responsabile della plasticità neuronale alla base dei processi di formazione della memoria. Alterazioni nella concentrazione e nell'attività di questa neurotrofina sono state ampiamente correlate ai processi di neurodegenerazione che caratterizzano le malattie neurodegenerative.
Diversi fattori fisiologici regolano l'azione del BDNF, incluso il rame, un metallo il cui alterato bilanciamento omeostatico è stato oggetto di numerosi studi che hanno evidenziato il suo coinvolgimento nella promozione di tali processi patologici.
Attualmente, non è ancora chiaro se il rame possa interagire direttamente con il BDNF per modulare le sue attività neurotrofica e sinaptica. Questa questione richiede ulteriori indagini per chiarire il ruolo del rame nella regolazione dell'attività neurotrofica e delle funzioni sinaptiche.
In questo progetto di tesi, sono stati esaminati la proteina BDNF, un suo peptide-mimetico che imita la regione N-terminale del BDNF e dei loro complessi con il rame.
In questa tesi, l’indagine è stata finalizzata all'obiettivo di verificare se lo ione rame è in grado di favorire o inibire l'attività sia del BDNF che del suo mimetico d-bdnf.
Al fine di validare questa ipotesi è stato utilizzato un modello cellulare neuronale ottenuto mediante differenziazione di cellule di neuroblastoma SH-SY5Y, in cui la neuritogenesi indotta da BDNF e d-bdnf in assenza o presenza di rame è stata quantificata mediante misura morfometrica su immagini di microscopia ottica.
Inoltre, sono stati condotti esperimenti preliminari di spettrofotometria UV-vis con lo scopo di verificare l’eventuale capacità del d-bdnf di complessare lo ione Cu2+.
Attraverso l'analisi spettrofotometrica UV-Vis, sono stati ottenuti spettri che hanno permesso di studiare l'interazione tra il rame e il peptide-mimetico. Questa tecnica ha fornito informazioni sia sulla possibile disposizione spaziale degli atomi coinvolti nei legami che sui rapporti chimici in cui si combinano.
I dati ottenuti sono stati confrontati con quelli presenti in letteratura scientifica per valutare l'affidabilità dei risultati al fine di contestualizzare le osservazioni di questo progetto di tesi.