Sfondo

L’accumulo intracellulare della proteina tau associata ai microtubuli e delle sue forme iperfosforilate è una caratteristica neuropatologica chiave della malattia di Alzheimer (AD). È stato dimostrato che la melatonina previene l’iperfosforilazione della tau in modelli cellulari e animali. Tuttavia, i meccanismi molecolari attraverso i quali la melatonina attenua l’iperfosforilazione della tau e le patologie ad essa correlate non sono del tutto noti.

I metodi

L’immunofluorescenza, l’analisi di immunoblotting e la colorazione con tioflavina-S sono state impiegate per esaminare gli effetti del trattamento precoce e tardivo della melatonina sulla patologia tau-correlata in topi hTau, in cui la tau umana non mutata è sovraespressa su un background di topo tau knockout. Per determinare il meccanismo molecolare sono stati eseguiti il sequenziamento di microRNA (miRNA) ad alta velocità, la RT-PCR quantitativa, il saggio reporter della luciferasi e l’analisi di immunoblotting.

Risultati

Abbiamo scoperto che il trattamento precoce e tardivo della melatonina ha ridotto efficacemente la fosforilazione della tau solubile e insolubile nei siti correlati all’AD. Inoltre, la melatonina ha ridotto significativamente il numero di grovigli neurofibrillari (NFT) e ha attenuato la perdita neuronale nella corteccia e nell’ippocampo. Inoltre, utilizzando l’analisi microarray dei miRNA, abbiamo scoperto che l’espressione del miR-504-3p è stata upregolata dalla melatonina nei topi hTau. La somministrazione di miR-504-3p mimici ha ridotto drasticamente la fosforilazione della tau, prendendo di mira p39, un attivatore della ben nota chinasi tau, la chinasi ciclina-dipendente 5 (CDK5). Rispetto ai miR-504-3p mimici da soli, il co-trattamento con miR-504-3p mimici e p39 non è riuscito a ridurre l’iperfosforilazione della tau.

Conclusioni

I nostri risultati suggeriscono per la prima volta che la melatonina allevia le patologie legate alla tau attraverso l’upregolazione dell’espressione del miR-504-3p, prendendo di mira l’asse p39/CDK5, e forniscono nuovi spunti per le strategie di trattamento dell’AD.