1. Proteina Gs alpha come
biomarker per la depressione
Sabina Bucciarelli
30/03/2012

2. Nonostante decenni di ricerca, le basi biologiche della
depressione non sono note, e gli obiettivi molecolari
e cellulari del trattamento antidepressivo rimangono
sfuggenti.
Alcuni ricercatori dell’UIC (University of Illinois
at Chicago) College of Medicine ed in particolare del
dipartimento di Physiology and Biophysics hanno
scoperto che un cambiamento nella posizione di una
proteina nel cervello potrebbe fungere
da biomarker per la depressione.
La proteina oggetto di studio è una proteina di
membrana la Gs alpha implicata nella trasmissione
degli impulsi nervosi, ed importante modulatore del
segnale per la serotonina.

3. Gs Alpha
Le proteine G sono un sottogruppo di
una superfamiglia di GTP asi.
Possiamo distinguere due ampie
classi di GTPasi: le GTPasi
monomeriche e le proteine G
eterotrimeriche, costituite cioè da tre
subunità proteiche. Le subunità α, β e
γ vengono divise generalmente in
subunità α e complesso βγ, agendo
quest'ultimo come un'unità. Queste
proteine sono direttamente associate a
recettori di membrana, conosciuti
come recettori serpentina o recettori
collegati a proteine G.

4. Nello stato inattivo la subunità α lega
GDP ed è strettamente legata al
complesso βγ. Il legame di una
molecola segnale con il recettore ne
provoca un'alterazione
conformazionale, che si riflette
direttamente sulla subunità α che a
sua volta cambia conformazione. Il
cambiamento conformazionale
determina una dissociazione della
subunità α dal complesso βγ, per
sostituire poi il GDP legato con un
GTP assumendo così lo stato attivo.

5. Il Prof. Mark Rasenick, professore emerito dell’UIC di fisiologia e
biofisica insieme alla sua equipe ha scoperto che la Gs alpha è
disposta in modo anomalo sulla membrana delle cellule dei pazienti
depressi e quindi funziona di meno, impedendo il corretto passaggio
del segnale.
La Gs alpha si muove liberamente nelle membrane di pazienti normali,
permettendo la trasmissione del segnale, cosa che non si verifica
nelle persone con problemi di depressione.

6. La proteina Gs Alpha, sulla superficie delle cellule dei pazienti depressi
è intrappolata in una 'palude' detta raft lipido (fig) di molecole di
grasso e non può interagire con la serotonina. La viscosità della
membrana può modificare lo stato delle Gs,un aumento
(colesterolo, lipidi) diminuisce la mobilità o fluidità, e quindi la Gs
rimane intrappolata.

7. La stabilità dell’umore è influenzata dalla perdita
della fluidità della membrana, si perde la
comunicazione tra le cellule, quindi si verificano
fenomeni depressivi.
E’ stato inoltre dimostrato (M.Rasenick) che la Gs
riprende la sua normale funzionalità dopo
trattamenti antidepressivi che ripristinano la
fluidità della membrana.

8. Nel recente studio patrocinato dalla Regione Marche, condotto negli
Stati Uniti, presso il laboratorio del prof. Mark Rasenick, sono stati
analizzati campioni di sangue, in particolare si è quantificata la Gs
nelle membrane piastriniche.
E’ noto che esistono delle strette correlazioni enzimatiche, metaboliche
e similitudini fra le piastrine e le cellule nervose.
Molto verosimilmente perché le piastrine possiedono caratteristiche
molto simili s’ipotizzano come derivate dallo stesso foglio
embrionale del neurone.
Per tali motivi le piastrine da qualche tempo considerate dei markers
biologici in psichiatria, vengono anche chiamate “neuroni circolanti”
o “ambasciatrici del cervello” e potrebbero offrire un rilevante
vantaggio nella comprensione della neurofisiologia di vari disordini
psichiatrici.

9. Nel nostro studio sono state coinvolte diverse
tipologie di pazienti per un totale di 92 campioni:

10. Estrazione Gs alpha
Separazione dei globuli rossi dalle piastrine,
campioni conservati a -20°C

11. Tecnica del western blot
• Per analizzare i livelli di proteina
Gs alpha abbiamo utilizzato la
tecnica del western blot. Una
tecnica in cui le proteine sono
separate mediante elettroforesi su
gel e successivamente trasferite
su un supporto (membrana o
filtro). Successivamente una
specifica proteina viene
identificata mediante la sua
reazione specifica con un
anticorpo.

12. Fasi di un western blot
Prima fase: elettroforesi su gel.
Le proteine sono separate in base alla dimensione

14. Terza fase: saturazione o “blocking”.
Per saturare i siti idrofobici liberi sulla membrana (BSA)
Quarta fase: legame dell’anticorpo primario.

15. Quinta fase: legame dell’anticorpo
secondario.

17. A cosa serve il western blot?
Quanta proteina di interesse c’è
Proteina di
interesse
50 Gs monoclonal
37
A7100
A7114
A7100
A7114
B7100
B7114
B7100
B7114
B7100
B7114
B7100
B7114

18. Conclusioni
Si potrebbe ,quindi, con una semplice analisi
del sangue, provare a diagnosticare una
sindrome depressiva. Utilizzare questo
come ulteriore strumento per avvalorare le
diagnosi mediche psichiatriche.