La malattia di Alzheimer (AD) è caratterizzata da depositi di beta-Amiloide (Aβ) e di proteina tau iperfosforilata. L’enzima ADAM10 taglia la Proteina Precursore dell’Amiloide (APP) impedendo la formazione di Aβ. L’attività e la localizzazione sinaptica di ADAM10 sono modulate da proteine che interagiscono con la coda citoplasmatica di ADAM10. Ciò considerato, abbiamo condotto un “two-hybrid screening” che ha permesso l’identificazione di cyclase-associated protein 2 (CAP2) come nuovo partner di ADAM10. Le CAPs sono proteine che legano l’actina e sono coinvolte in rimodellamento del citoscheletro e trafficking vescicolare in cellule non neuronali. Un’analisi di microarray ha rivelato come in campioni autoptici da pazienti affetti da AD vi sia una riduzione dell’espressione di CAP2. Pertanto, lo scopo del presente progetto è valutare il ruolo del complesso ADAM10/CAP2/actina nella formazione di Aβ e nella disfunzione sinaptica legata all’AD. I principali risultati di questo progetto indicano che: - CAP2 è in grado di formare aggregati e di interagire sia con actina che ADAM10 - È nell’ippocampo di topi CAP2 knock-out, i livelli postsinaptici di ADAM10 e della subunità GluN2A del recettore NMDA siano drasticamente ridotti, indicando come possibile causa la mancanza di CAP2. Il complesso CAP2/actina influenza l’endocitosi di ADAM10, perciò la sua modulazione è fondamentale per la localizzazione sinaptica di ADAM10. L’analisi di neuroni ippocampali di topi CAP2 knock-out ha evidenziato un’alterazione della morfologia delle spine dendritiche, indicando come la mancanza di CAP2 possa influenzare la plasticità strutturale dei neuroni. Inoltre abbiamo rilevato un aumento dei livelli di Aβ1-42 nell’ippocampo di topi CAP2 knock-out. - Per quanto riguarda AD, nei campioni di ippocampo di pazienti affetti da AD, così come nell’ippocampo di un modello murino di AD, è riscontrabile riduzione di CAP2 e la sua localizzazione sinaptica. In aggiunta, il complesso ADAM10/CAP2/actina è alterato in questi stessi campioni. - CAP2 ha un ruolo importante nei fenomeni di plasticità sinaptica attività-dipendente e nella plasticità aberrante indotta da oligomeri di Aβ, processi in grado di modificare la localizzazione sinaptica di CAP2 e l’interazione con i suoi partner. Alla luce di questi risultati, abbiamo disegnato due approcci terapeutici per modulare la via di CAP2. Nel primo caso, abbiamo overespresso CAP2 in un modello in vitro di AD e abbiamo osservato un aumento della localizzazione sinaptica di ADAM10. In secondo luogo, poiché l’interazione CAP2/Actina è aumentata in AD e questo complesso è importante per la localizzazione sinaptica di ADAM10, abbiamo sviluppato dei peptidi permeabili alle cellule (CPP) in grado di interferire con l’interazione CAP2/Actina. Il trattamento con CPP determina un incremento dei livelli sinaptici di ADAM10 e ne aumenta l’attività nei confronti di APP. In conclusione, dal nostro studio emerge come CAP2 sia potenziale target farmacologico per AD.