Per molto tempo, si è pensato che malattie comuni (tipo l'Alzheimer, il cancro e altri disturbi) derivino principalmente da incidenti molecolari o genetici. Ma gli scienziati stanno scoprendo che sembra esserci un aumento del coinvolgimento di un colpevole inaspettato: le cellule staminali.

Nove anni fa, Michael Clarke MD, oncologo della Stanford University, ha stabilito una connessione tra cellule staminali e sindrome di Down: ha mostrato in topi modello della sindrome di Down che molti elementi firma del disturbo - comprese le deformità fisiche e il danno cognitivo - sono causati da attività ridotta delle cellule staminali.

Clarke ha ora scoperto che una molecola associata alla sindrome di Down può anche essere parzialmente responsabile delle patologie del morbo di Alzheimer (MA).

Arrivare alla USP16

La sindrome di Down e il MA sembrano mondi agli estremi opposti nello spettro delle malattie. Le persone con sindrome di Down nascono con la malattia, che sorge quando gli embrioni hanno tre copie del cromosoma 21 anziché due, e causa malformazioni fisiche e deficit cognitivi. Il MA, d'altra parte, di solito colpisce a fine vita, non è causato da un particolare difetto genetico ed è associato in gran parte a problemi di memoria.

Durante ricerche precedenti, Clarke, direttore associato dell'Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine, ha lavorato con topi geneticamente modificati portatori di una copia extra di vari geni che i ricercatori ritengono siano legati alla sindrome di Down umana.

Ma Clarke e i suoi colleghi hanno scoperto che molti dei segni della sindrome di Down in questi topi erano associati alla copia aggiuntiva di uno solo di quei geni. Questo gene produce una proteina chiamata USP16, che regola l'attività delle cellule staminali. I topi afflitti dalla sindrome, si è scoperto, stavano producendo troppa USP16, che sopprime i livelli di attività delle cellule staminali durante lo sviluppo.

Oltre ai cambiamenti fisici e alla compromissione cognitiva, la sindrome di Down è associata anche a disturbi come le malattie cardiovascolari e il MA: "Se le persone con sindrome di Down vivono più di 20 o 30 anni, iniziano quasi sempre a sviluppare il MA", ha detto Clarke, professore di biologia del cancro. "Ci siamo chiesti se la USP16 potesse anche avere un ruolo nello sviluppo del MA".

Troppa USP16 potrebbe sopprimere l'attività delle cellule staminali neurali sia nella sindrome di Down che nel MA?

Nella ricerca pubblicata in marzo su eLife, il gruppo ha dimostrato che, almeno nei topi modello di MA, la produzione ridotta di cellule staminali neurali ha portato a una riduzione delle cellule precursori neurali, che diventano molti tipi di cellule cerebrali e supportano la riparazione e la rigenerazione nel cervello.

Hanno anche dimostrato che l'abbassamento del livello della proteina USP16 nei topi di MA, ha fatto aumentare la produzione di cellule precursori neurali e, forse, soprattutto, ha migliorato le prestazioni cognitive sui labirinti e sui test di riconoscimento degli oggetti.

"La USP16 sembra essere un pezzo del puzzle, un componente puntabile che non è stato esplorato finora", ha dichiarato Felicia Renitz MD/PhD, ex ricercatrice del Clarke Lab e prima autrice dello studio su eLife.

I ricercatori riconoscono che c'è molto altro lavoro da fare, ma sperano che queste informazioni possano aiutare a escogitare terapie a trattare gli aspetti peggiori del MA.

Uno studio della Statale di Milano e della Fondazione Don Gnocchi ha verificato che l’infezione con il parassita Leishmania può avere un ruolo protettivo contro lo sviluppo della malattia.

Leishmania donovani tra cellule del midollo osseo (Fonte: Wikipedia)

Il morbo di Alzheimer (MA) colpisce prevalentemente individui anziani, ha un’eziologia (=complesso di cause) ancora sconosciuta ed è una condizione neurodegenerativa caratterizzata da una progressiva demenza da severa infiammazione, per la quale non esiste ancora alcuna cura. Diversi studi hanno mostrato come i meccanismi infiammatori, probabilmente scatenati dalla presenza di placche di amiloide nel cervello, siano secondari all’attivazione di un sistema multiproteico intracellulare chiamato inflammasoma.

Un articolo pubblicato di recente sul New York Times ha rivelato come in una tribù amazzonica studiata per anni non vi fosse alcun segno di MA negli anziani, nonostante la presenza del solo fattore di rischio generico noto: ApoE4; il giornalista ipotizzava come ciò potesse essere collegato alla presenza di infezioni parassitarie.

Stimolati da questa osservazione, l’Università degli Studi di Milano e Fondazione Don Gnocchi, con i docenti dell'Ateneo, Mario Clerici, Donatella Taramelli e Nicoletta Basilico e la dott.ssa Marina Saresella, del Laboratorio di Medicina molecolare e Biotecnologia della Fondazione, ed Helen Banks, del Centre for Research on Health and Social Care Management (Cergas) dell'Università Bocconi, hanno condotto uno studio che ha verificato la possibilità che l’infezione con Leishmania, un parassita endemico in Amazzonia, possa inibire l’attivazione dell’inflammasoma e lo sviluppo di infiammazione nelle cellule stimolate con amiloide, o di pazienti con MA.

I risultati, pubblicati sulla prestigiosa rivista Brain, Behavior and Inflammation, hanno confermato questa ipotesi: l’infezione con parassiti impedisce lo sviluppo di infiammazione e potrebbe avere un possibile ruolo protettivo contro lo sviluppo della malattia.

L’idea di utilizzare composti derivati da parassiti come farmaci immunomodulatori in malattie autoimmuni era già stata avanzata in precedenza. Recenti risultati ottenuti in modelli animali hanno evidenziato che questo tipo di approccio potrebbe essere di beneficio anche in malattie umane; quest’ultimo studio suggerisce la possibile utilità anche per il MA.

Il cervello umano ha una cascata attorno ad esso, secondo Tal Iram, postdottorato di neuroscienze della Stanford University.
Quella cascata, il liquido cerebrospinale (CSF, Cerebro Spinal Fluid), è una zuppa salata e metallica di nutrienti e proteine ​​che sono vitali per il cervello e per il sistema nervoso, ma è in gran parte nota come semplice cuscino che circonda il cervello e lo protegge da urti e lividi.

Tuttavia, un nuovo studio pubblicato ieri su Nature suggerisce che la zuppa ammortizzante può avere un ruolo attivo nell'invecchiamento e nella memoria.

Nello studio, la Iram e i suoi colleghi hanno scoperto che prendendo il CSF da topi giovani e infondendolo in topi vecchi, potevano ripristinare la funzione della memoria degli animali più anziani. Hanno anche identificato la proteina FGF17 all'interno del CSF come fondamentale per quel recupero e che potrebbe essere studiata per terapie future.

I ricercatori hanno iniziato l'esperimento inducendo la paura in topi vecchi. Hanno provocato una scossa ai loro piedi tre volte e poi hanno fatto sentire un suono e mostrato una luce, quindi i topi avrebbero associato il 'ricordo della paura' della scossa al piede con il suono e la luce. Quindi, hanno dato ai topi il CSF di un topo giovane o un CSF artificiale come controllo. Tre settimane dopo, dopo aver instillato il ricordo di paura iniziale, i ricercatori hanno rifatto sentire il suono e mostrato la luce, ma senza la scossa elettrica.

Hanno scoperto che i topi che hanno avuto il CSF giovane avevano un richiamo molto migliore del ricordo della paura: quasi il 40% si è bloccato in reazione al suono e alla luce, mentre meno del 20% dei topi che hanno ottenuto il CSF artificiale l'ha fatto.

La scoperta induce la Iram ad affermare che "il CSF ha un effetto funzionale sulle cellule all'interno del cervello che invecchia", e che "la composizione del CSF che muta con l'età potrebbe essere alla base di alcune delle disfunzioni che vediamo nel cervello mentre invecchia".

La Iram ha dichiarato di essere stata affascinata dagli studi precedentemente condotti dal Wyss-Coray Lab della Stanford, in particolare da uno studio in cui i ricercatori di quel laboratorio hanno trasferito plasma da topi giovani a topi anziani e hanno visto vari effetti benefici. Tuttavia, fare lo stesso con il CSF si è rivelato più complicato di quanto non lo fosse con il plasma sanguigno. A differenza del plasma, il CSF non può essere iniettato direttamente nel topo perché la forza dell'iniezione aumenta la pressione attorno al cervello.

Invece, la Iram e i suoi colleghi hanno impiantato una pompa nei topi vecchi che ha infuso con gradualità il CSF nel ventricolo laterale, dove viene prodotto il CSF prima che scorra in una direzione attorno al cervello e lungo la colonna vertebrale. L'estrazione del CSF dal cervello dei topi giovani era una 'procedura terminale', come lo chiama la Iram, sebbene noti che ci sono metodi per estrarre solo un po' di CSF dai topi, senza danneggiarli.

Nel cervello dei topi, i ricercatori hanno scoperto che il CSF giovane ha sovraregolato la produzione di oligodendrociti, o come li chiama la Iram, 'oligo', una cellula in stile bolla che isola fibre cerebrali. Queste cellule protettive sono "sottostudiate nel declino cognitivo legato all'età", ha detto la Iram, ma il loro esame suggerisce che potrebbero essere coinvolte nell'apprendimento e nella memoria e potrebbero quindi essere puntate da terapie contro il declino cognitivo.

In particolare, gli scienziati hanno scoperto che la proteina FGF17, nota per il suo ruolo nello sviluppo del cervello, era la chiave per ripristinare la funzione degli oligo nel cervello dei topi vecchi. Quando hanno infuso solo FGF17 nel CSF dei topi anziani, i ricercatori hanno visto che "imitava parzialmente gli effetti del CSF giovane" sul ripristino degli oligo e sul richiamo della memoria, secondo quanto hanno scritto sul documento. Dall'altra parte, il blocco della FGF17 ha deteriorato le funzioni cerebrali e la memoria in questi topi.

In un articolo correlato pubblicato su Nature, Miriam Zawadzki e Maria Lehtinen del Boston Children’s Hospital hanno affermato:

"Questo studio ha aperto nuovi orizzonti nel campo della salute e dell'invecchiamento del cervello. Non solo lo studio implica che la FGF17 è un obiettivo terapeutico potenziale, ma suggerisce anche che i percorsi di somministrazione di farmaci che consentono alle terapie di accedere direttamente al CSF potrebbero essere utili nel trattamento della demenza".

La Iram, tuttavia, è più prudente riguardo alle applicazioni potenziali della sua ricerca nell'uomo:

"Devono ancora essere fatte molte indagini di base. C'è una lunga strada perché questo possa essere applicato agli esseri umani".

Un nuovo studio, coordinato dal Dipartimento di Neuroscienze umane della Sapienza, ha proposto un innovativo sistema di monitoraggio a distanza dei pazienti neurologici basato sull’analisi della scrittura attraverso algoritmi di apprendimento automatico.

La scrittura a mano è un compito cognitivo e motorio acquisito di particolare complessità, che offre un’interessante finestra di osservazione sulle funzioni del cervello. Per questo motivo, il monitoraggio della scrittura fornisce informazioni biologiche utili, soprattutto nei pazienti neurologici: i disturbi della scrittura sono infatti frequentemente osservati in pazienti affetti da malattie neurodegenerative, tra cui la malattia di Parkinson (micrografia) e la malattia di Alzheimer (agrafia).

Un team di ricerca interdisciplinare, coordinato da Antonio Suppa del Dipartimento di Neuroscienze umane della Sapienza, ha proposto l’analisi della scrittura attraverso l’intelligenza artificiale come un innovativo sistema per il monitoraggio da remoto, in telemedicina, di pazienti neurologici. Il sistema, basato sull’accuratezza di algoritmi di apprendimento automatico nel rilevare alcuni “schemi” di scrittura attribuibili all’invecchiamento fisiologico di soggetti sani, è un’alternativa (ndr: o una integrazione?) alla consueta valutazione clinica ambulatoriale.

Lo studio, realizzato con la collaborazione dei dipartimenti di Ingegneria dell’informazione, elettronica e telecomunicazioni della Sapienza, dell’IRCCS Neuromed e del Dipartimento di Neurologia dell’Università di Cincinnati in Ohio, è stato pubblicato sulla rivista Frontiers in Aging Neuroscience.

I ricercatori hanno reclutato 156 soggetti sani e destrimani e li hanno suddivisi in tre classi di età: 51 giovani tra i 18 e i 32 anni, 40 adulti di età compresa tra 37 e 57 anni e, infine, 63 soggetti in età adulta avanzata, ovvero tra i 62 e i 90 anni. A ognuno di essi è stato chiesto di scrivere con una penna a sfera nera il proprio nome e cognome per 10 volte su un foglio di carta bianca e, successivamente, di fotografare il proprio campione di scrittura con uno smartphone e inviarlo ai ricercatori.

“Il principale traguardo scientifico del nostro studio – spiega Antonio Suppa - consiste nella accuratezza dell’analisi automatica della scrittura con algoritmi di intelligenza artificiale, in grado di obiettivare la progressiva riduzione di ampiezza dei caratteri dovuta all’invecchiamento fisiologico e, quindi, di attribuire ogni campione di scrittura a una specifica fascia d’età dell’autore”.

“Sebbene ricerche precedenti avessero già dimostrato cambiamenti nella destrezza della scrittura legati all’aumento dell’età, per analizzare una grande quantità di dati nell’ambito della telemedicina si rendevano necessari approcci basati su tecniche di analisi più complesse come l'apprendimento automatico”.

“L’analisi della scrittura con algoritmi di intelligenza artificiale – aggiunge Simone Scardapane, coautore dello studio – si è realizzata grazie all’uso di una rete neurale convoluzionale, ovvero una rete artificiale specializzata per elaborare immagini e segnali digitali, in grado di convertire automaticamente i caratteri in parametri di interesse".

Si tratta di un metodo semplice, ecologico, a basso costo e di facile utilizzo in diversi ambiti. Infatti, oltre alle notevoli implicazioni nel campo neurologico, può contribuire, ad esempio, alla datazione storica di un determinato documento, grazie alla valutazione automatica dell’età della persona che lo ha scritto. In particolare, in ambito medico-legale potrebbe facilitare la datazione di un testamento al momento della stesura o della firma.

“Il nostro auspicio – conclude Francesco Asci, coautore dello studio – è che l’analisi della scrittura da remoto e mediante algoritmi di intelligenza artificiale possa costituire in futuro un innovativo biomarcatore di invecchiamento, con un impatto rilevante nel campo della diagnostica di malattie neurodegenerative e in accordo con i metodi della telemedicina”.

Le abitudini quotidiane che fungono da spina dorsale di uno stile di vita sano possono mantenere il tuo cervello acuto e aiutarti a vivere più a lungo, secondo le nuove ricerche degli esperti di invecchiamento della Rush University.

Uno studio pubblicato di recente sul British Medical Journal ha scoperto che gli over-65 che avevano uno stile di vita sano vivevano più a lungo - 3,1 anni in più per le donne e 5,7 anni in più per gli uomini - rispetto ai loro coetanei che non avevano lo stesso stile di vita sano e hanno anche vissuto una parte maggiore degli anni residui senza il morbo di Alzheimer (MA).

Cosa costituisce uno stile di vita sano?

Nello studio, i partecipanti hanno avuto un punteggio di vita elevato se riferivano almeno 4 di queste 5 abitudini, che i ricercatori hanno chiamato 'fattori sani':

• Seguire la dieta Mediterranean-DASH Intervention for Neurogenerative Delay (MIND)
• Rimanere impegnati in attività cognitive come lettura ed enigmistica
• Essere fisicamente attivi per almeno 150 minuti alla settimana
• Non fumare
• Limitare l'alcol a non più di un bicchiere al giorno per le donne e due per gli uomini.

"Abbiamo valutato questi fattori di stile di vita in combinazione perché possono avere effetti sinergici sul rischio di demenza", afferma Klodian Dhana MD/PhD, professore associato del Rush Institute for Healthy Aging e del Dipartimento di Medicina Interna al Medical Center della Rush University. "In precedenza, i ricercatori hanno dimostrato che la dieta MIND, che fa parte del punteggio dello stile di vita, è associata a un declino cognitivo più lento e a un rischio inferiore di demenza".

La dieta MIND predilige i grassi sani e le piante rispetto agli alimenti a base animale e altamente trasformati.

Eccellenza nella ricerca sull'invecchiamento

Quest'ultimo studio si basa sulla ricerca in corso alla Rush, che dimostra che i fattori dello stile di vita possono potenzialmente ridurre fino al 60% il rischio di MA e di demenza, afferma Kumar Rajan PhD, professore di epidemiologia e direttore del Rush Institute for Healthy Aging.

Il programma di ricerca è focalizzato sull'epidemiologia del MA e delle demenze correlate, e attinge da uno studio longitudinale di oltre 10.000 residenti di Chicago chiamato Chicago Health and Aging Project (CHAP).

"Il CHAP è uno studio birazziale basato sulla popolazione con oltre il 60% di afroamericani e circa 20 anni di follow-up, eseguito in quattro comunità urbane di Chicago", spiega Rajan.

I ricercatori stanno cercando di capire i fattori epidemiologici, focalizzati sui processi biologici, sui biomarcatori di sangue e sulle neuroscansioni, e i fattori di rischio (compresi i determinanti psicologici e sociali) che contribuiscono allo sviluppo della demenza, aggiunge.

Studiare un fattore genetico del MA

In uno studio precedente pubblicato su Alzheimer’s and Dementia, i ricercatori della Rush si erano concentrati sulle differenze di razza e hanno studiato il ruolo protettivo di uno stile di vita sano negli afroamericani e negli americani di origine europea. Hanno anche monitorato l'allele E4 dell'apolipoproteina (ApoE4), un fattore di rischio per il MA. "Gli afroamericani hanno maggiori probabilità degli americani europei di essere portatori dell'allele ApoE4", afferma Dhana.

Negli afroamericani e negli europei, i ricercatori hanno scoperto che le persone che hanno riferito uno stile di vita più sano (nel senso che avevano almeno 4 fattori sani, come dieta di alta qualità, esercizio fisico regolare, niente fumo e alcol solo leggero o moderato) avevano un tasso più lento di declino cognitivo rispetto agli individui che hanno riferito solo uno fattore sano o nessuno. Questo era vero nelle persone con e senza il fattore di rischio genetico ApoE4, afferma Dhana.

La ricerca, finanziata dal National Institute on Aging, fornisce ulteriori prove del fatto che i fattori di stile di vita modificabili potrebbero potenzialmente ridurre il rischio di MA e demenza, afferma Rajan.

In futuro, i ricercatori della Rush cercheranno di scoprire se alcuni stili di vita potrebbero proteggere meglio di altri le persone con un rischio genetico più elevato di demenza.

 Intervista al neurologo William Seeley della Università della California di San Francisco

I ricercatori sanno da molti anni che il morbo di Alzheimer (MA) coinvolge due proteine ​​chiamate amiloide-beta (Aβ) e tau e che l'interazione tra loro guida la diffusione della neurodegenerazione. Quello che non era chiaro è dove e come avvengono tali interazioni nel tempo, man mano che la malattia avanza.

In uno studio pubblicato il 19 aprile sulla rivista Neuron, il neurologo William Seeley MD e i suoi colleghi della UC San Francisco e della Corea del Sud hanno identificato due momenti chiave nella storia naturale della malattia.

I nuovi risultati possono indicare una finestra di opportunità per il trattamento con farmaci che abbassano l'Aβ, come il controverso Adulhelm e farmaci simili attualmente in cantiere. Seeley descrive l'importanza della recente scoperta.

Cosa sappiamo in generale sui ruoli dell'Aβ e della tau nel MA?

Quello che sappiamo dagli studi neuropatologici umani è che i grovigli tau che causano così tanti problemi nel MA si vedono di solito, in piccolo numero, nel cervello a circa 40 anni di età. Questa tau, che si accumula inizialmente nelle strutture della memoria, è allo stato dormiente. Senza la presenza di Aβ, la tau non si diffonde in tutto il cervello.

Se e quando l'Aβ inizia ad apparire, si accumula inizialmente nella neocorteccia, le parti del cervello che gestiscono funzioni cognitive come linguaggio e abilità visuospaziali. Queste regioni sono a una certa distanza dalle strutture della memoria in cui la tau è dormiente. Sappiamo che queste due proteine ​​interagiscono in qualche modo, perché l'Aβ sembra risvegliare la tau e incoraggiarne la diffusione. Un mistero centrale è come avviene quell'interazione, perché si verifica su così lunga distanza, ed è probabilmente una delle domande più fondamentali del campo.

Le proteine tau dormienti nei centri di memoria del cervello (rosso) sono spinte a diffondersi mentre si sviluppa l'amiloide-beta (blu) nella neocorteccia. Quando le due proteine si incontrano nel giro temporale inferiore, la tau si diffonde rapidamente nella neocorteccia (viola) dove influenza le funzioni cognitive, come il linguaggio e il riconoscimento facciale.

Cosa hai imparato su questa interazione che aiuta a spiegare come si dispiega il MA?

Siamo riusciti a identificare due interazioni chiave tra Aβ e tau nel corso della progressione del MA sulla base di grandi basi di dati pubblicamente disponibili, che includono scansioni PET per rilevare l'Aβ patologica e la tau. Il nostro obiettivo era determinare come la normale architettura delle connessioni cerebrali può facilitare queste interazioni tra tau e Aβ e influenzare la diffusione della tau.

Innanzitutto, abbiamo esaminato le interazioni tra Aβ e tau a distanza. Sulla base di ciò che sappiamo sulle connessioni tra varie parti del cervello, abbiamo modellato i percorsi attraverso i quali potrebbero verificarsi queste interazioni. Abbiamo scoperto che la prima di queste interazioni remote avviene nella corteccia entorinale, l'area in cui tau appare inizialmente nella corteccia cerebrale.

In secondo luogo, abbiamo guardato cosa succede quando le due proteine ​​si avvicinano abbastanza da mescolarsi all'interno di una regione cerebrale. Questo tipo di interazione si verifica prima nel giro temporale inferiore (ITG), che è un'area importante per trasmettere informazioni visive ad altre parti del cervello.

L'ITG sembra agire come la grande stazione ferroviaria della città, un centro di trasporto con dozzine di binari che partono verso altre regioni cerebrali. Una volta che le due proteine ​​interagiscono localmente all'interno di questo snodo, l'Aβ sembra catalizzare una fase di accelerazione in cui la tau lascia la stazione diretta ad altre aree della neocorteccia in cui si sta già accumulando l'Aβ.

È importante sottolineare che siamo riusciti a replicare tutte queste scoperte cruciali in un secondo insieme indipendente di dati, tratti da persone anziane residenti in Corea del Sud.

Cosa significano queste informazioni per il futuro dei farmaci che abbassano l'Aβ?

I nostri risultati possono suggerire che dobbiamo prescrivere farmaci per abbassare l'Aβ prima che le due proteine ​​si incontrino alla stazione ferroviaria ITG. Ipotizziamo che se aspettiamo finché i treni lasciano quello snodo, sarà troppo tardi per influenzare il corso generale della malattia. Questa è l'idea che speriamo di perseguire nella prossima fase della nostra ricerca.

Questo lavoro può anche aiutare a spiegare perché farmaci come l'aducanumab (Aduhelm) hanno mostrato un vantaggio limitato negli studi clinici. Non c'è dubbio che l'aducanumab e altri farmaci sperimentali nella stessa classe abbassino l'Aβ, ma finora i benefici siano stati modesti e incoerenti.

Ciò potrebbe essere dovuto al fatto che molti pazienti arruolati in questi studi sono già oltre lo stadio in cui la tau si sta propagando in modo esplosivo. I due punti cruciali del tempo che abbiamo identificato potrebbero fungere da quadro per decidere quali pazienti sono i migliori per un determinato studio clinico. Se saremo più bravi nella selezione, avremo letture più chiare sull'efficacia.

Ciò di cui abbiamo bisogno ora sono studi sulle persone in uno stadio presintomatico che hanno Aβ in accumulazione nel cervello, per vedere se il trattamento durante quella finestra dà benefici. L'obiettivo finale qui è la prevenzione secondaria. Proprio come rileviamo l'ipertensione e la trattiamo prima che provochi attacchi di cuore e ictus, vogliamo individuare prcocemente il MA e curarlo prima che provochi demenza.

Dei ricercatori hanno scoperto che dei test complementari possono quantificare i cambiamenti nei cani sospettati di soffrire di declino cognitivo. L'approccio potrebbe non solo aiutare i proprietari a gestire le cure del cane anziano, ma potrebbe anche diventare un modello per valutare la progressione del declino cognitivo, e il trattamento, per gli umani con morbo di Alzheimer (MA).

La 'sindrome della disfunzione cognitiva canina' (CCDS) è simile al MA dell'uomo nel senso che il declino cognitivo è associato allo sviluppo di placche amiloidi e atrofia corticale, una degenerazione progressiva del tessuto cerebrale. La CCDS è anche impegnativa per la diagnosi che, tradizionalmente, viene eseguita sulla base dell'esclusione di ovvie condizioni fisiche e delle risposte del proprietario a un questionario.

"Un problema con l'attuale approccio è che i questionari catturano solo una costellazione di comportamenti domestici", afferma la dott.ssa Natasha Olby, docente di gerontologia della North Carolina State University e coautrice senior dello studio apparso su Journal of Alzheimer’s Disease. "Ci possono essere altre ragioni per ciò che un proprietario può percepire come declino cognitivo; qualsiasi cosa, da un'infezione non diagnosticata a un tumore al cervello".

La Olby e la coautrice senior Margaret Gruen, assistente prof.ssa di medicina comportamentale della NC State, volevano determinare se la funzione cognitiva può essere quantificata accuratamente nei cani.

"Il nostro obiettivo era mettere insieme vari strumenti per ottenere un quadro più completo di come si presenta la CCDS nei cani", afferma la Gruen.

Per questo, i ricercatori hanno reclutato 39 cani di 15 razze, tutti nella fascia d'età senior e geriatrica, ma in buona salute nel complesso. Un cane è considerato 'senior' se si trova nell'ultimo quarto della durata di vita prevista, in base alla razza e alle dimensioni, e 'geriatrico' oltre quell'età.

I cani sono stati sottoposti a esami fisici e ortopedici, nonché al lavoro di laboratorio che includeva un esame del sangue per rilevare un marcatore di morte neuronale. I loro proprietari hanno compilato due questionari diagnostici comuni, quindi i cani hanno partecipato a una serie di test cognitivi progettati per valutare la funzione esecutiva, la memoria e l'attenzione.

"L'approccio che abbiamo adottato non è necessariamente progettato per fare la diagnosi; vogliamo invece usare questi strumenti per identificare i cani in una fase precoce e seguirli man mano che la malattia avanza, quantificando i cambiamenti", afferma la Olby.

Il team ha scoperto che i risultati cognitivi e degli esami del sangue si correlavano bene ai punteggi del questionario, suggerendo che si può usare un approccio multidimensionale per quantificare il declino cognitivo dei cani che invecchiano.

"Riuscire a diagnosticare e quantificare la CCDS in modo clinicamente sicuro e pertinente è un buon primo passo per poter lavorare con i cani come modello del MA umano", afferma la Olby. "Molti degli attuali modelli di MA - ad esempio i roditori - sono utili per comprendere i cambiamenti fisiologici, ma non per testare i trattamenti".

"I cani vivono nelle nostre case e sviluppano malattie presenti in natura proprio come noi", afferma la Gruen. "Questi risultati so promettenti sia per i cani che per l'uomo per migliorare la nostra comprensione della progressione delle malattie e potenzialmente per testare trattamenti".

Se ti sei guardato allo specchio e hai visto i capelli ingrigiti e le rughe o hai dimenticato il nome di un amico intimo, saresti giustificato per desiderare una pillola che rallenta o addirittura inverte gli effetti dell'invecchiamento. Un nuovo studio suggerisce che questa potrebbe non essere solo una fantasia.

I ricercatori della Xi'an Jiaotong-Liverpool University, della Stanford University, della Shanghai Jiao Tong University e della University of Chinese Academy of Sciences hanno riferito che l'integrazione della dieta con gli organismi marini ascidiacea (ascidie), ha invertito alcuni dei segni principali di invecchiamento in un modello animale.

Le ascidie possono essere consumate crude e si trovano nei piatti della Corea (meongge o 멍게) e del Giappone (hoya o ホヤ). Questi organismi marittimi contengono sostanze chiamate plasmalogeni, che sono vitali per i nostri processi corporei. I plasmalogeni si trovano naturalmente in tutto il nostro corpo, in particolare nel cuore, nel cervello e nelle cellule immunitarie, ma quando invecchiamo, la loro quantità nel corpo diminuisce. Questa perdita è anche una caratteristica di diverse malattie neurodegenerative, come l'Alzheimer e il Parkinson.

Per studiare se potenziando i livelli di plasmalogeni si possono evitare gli effetti dell'invecchiamento, i ricercatori hanno studiato gli effetti della loro aggiunta alla dieta di topi anziani. Hanno scoperto che gli integratori hanno avuto effetti profondi sulle capacità di apprendimento e sui sintomi fisici di questi topi.

Il prof. Lei Fu, l'autore senior dello studio, afferma:

“La nostra ricerca suggerisce che i plasmalogeni potrebbero non solo fermare il declino cognitivo, ma anche invertire il deterioramento cognitivo nel cervello che invecchia. Inoltre, i topi invecchiati, alimentati con i plasmalogeni, hanno la crescita di nuovi peli neri che sono più spessi e lucidi rispetto ai topi invecchiati che non hanno avuto l'integratore".

Questo studio è il primo a mostrare, in dettaglio, come i plasmalogeni influenzano il cervello che invecchia.

Fare nuove connessioni

Gli effetti dell'integratore plasmalogeno sull'apprendimento e la memoria sono stati testati allenando i topi a usare un labirinto di acqua Morris, una vasca d'acqua che contiene una piattaforma che funge da area di riposo. In generale, ai topi non piace nuotare, quindi con 5 giorni di allenamento, ricordano dove si trova la piattaforma e nuotano direttamente non appena entrano nella vasca. Tuttavia, i topi più vecchi impiegano più tempo a trovare la piattaforma dopo la stessa entità di allenamento.

Sorprendentemente, quando nutriti con plasmalogeni, i topi anziani funzionano più come i topi giovani, trovando la piattaforma molto più velocemente del gruppo di controllo di topi anziani a cui non è stato dato l'integratore. Per trovare il motivo del miglioramento esibito dai topi alimentati con plasmalogeno, i ricercatori hanno esaminato più da vicino i cambiamenti nel cervello.

Hanno scoperto che i topi che sono stati alimentati con l'integratore di plasmalogeno avevano numero e qualità superiori di sinapsi - le connessioni tra i neuroni - rispetto ai topi invecchiati che non avevano avuto gli integratori.

Le sinapsi sono una parte fondamentale delle nostre reti neurali e sono cruciali per l'apprendimento e la memoria. Le nostre sinapsi tendono ad essere molto plastiche da bambini, ma diminuiscono in numero e si deteriorano con l'età e nelle malattie neurodegenerative, con conseguente degrado della cognizione.

Di conseguenza, in questo studio, i topi anziani alimentati con integratori di plasmalogeni hanno mostrato un potenziale maggiore per l'apprendimento di nuove competenze e la creazione di nuove reti neurali rispetto ai topi anziani la cui dieta non è stata integrata. Ciò suggerisce che i plasmalogeni dietetici possono fermare il deterioramento delle sinapsi legato all'età.

Un'ulteriore caratteristica dell'invecchiamento, ritenuta un fattore significativo nella neurodegenerazione, è l'infiammazione nel cervello. Troppa infiammazione può avere un effetto negativo sulle abilità cognitive, poiché il sistema immunitario del cervello diventa iperattivo e si attiva da solo, attaccando i neuroni e impedendo alle sinapsi di funzionare correttamente.

In questo studio, l'infiammazione nei topi anziani era notevolmente ridotta in quelli che avevano avuto integratori di plasmalogeni rispetto a quelli con una dieta normale, fornendo alcune intuizioni sul perché si sono comportati meglio nelle attività di apprendimento e memoria.

Possibili percorsi d'azione

Sebbene non sia ancora chiaro come gli integratori di plasmalogeno alimentare sembrano causare cambiamenti così significativi nell'apprendimento e nella memoria, il professor Fu ipotizza possibili percorsi di azione:

“Abbiamo scoperto che i plasmalogeni aumentano significativamente il numero di molecole che aiutano la crescita e lo sviluppo di neuroni e sinapsi nel cervello. Ciò suggerisce che i plasmalogeni possono promuovere la neurorigenerazione.

“C'è anche un crescente corpo di evidenze che i plasmalogeni influenzano direttamente le proprietà strutturali delle sinapsi, aumentando la fluidità e la flessibilità delle membrane sinaptiche, influenzando così la trasmissione di impulsi tra i neuroni".

Inoltre, il professor Fu spiega che i plasmalogeni possono anche avere effetti indiretti sul nostro cervello.

“Alcuni studi hanno dimostrato che i plasmalogeni dietetici influenzano i microrganismi nell'intestino. È stato ampiamente riferito che la connessione tra gli organismi nell'intestino e nel cervello influenza la neurodegenerazione. Potrebbe essere l'effetto del plasmalogeno su questa connessione a causare i miglioramenti dell'apprendimento e della memoria visti in questo studio".

Il professor Fu è così convinto dai risultati di questo studio che ogni giorno assume un integratore di plasmalogeno.

“Per la prima volta, mostriamo che gli integratori di plasmalogeni potrebbero essere una potenziale strategia di intervento per fermare la neurodegenerazione e promuovere la neurorigenerazione.

"L'assunzione orale di plasmalogeni potrebbe essere una strategia terapeutica fattibile per migliorare la funzione cognitiva nelle persone anziane".

Quindi, può essere che una pillola per mantenerti giovane potrebbe non essere una proposta irrealistica dopo tutto, purché contenga ascidie.

Gli studi eseguiti alla Università di Cincinnati sugli effetti degli integratori di mirtilli nella popolazione a rischio di mezza età.

Il vecchio adagio afferma che una mela al giorno toglie il medico di torno, ma nuove ricerche all'Università di Cincinnati mostrano il potenziale beneficio per la tua salute di un frutto diverso.

I ricercatori guidati da Robert Krikorian PhD, della UC, hanno scoperto che l'aggiunta di mirtilli alle diete quotidiane di alcune popolazioni di mezza età può ridurre le possibilità di sviluppare la demenza in tarda età. I risultati sono stati pubblicati di recente sulla rivista Nutrients.

Approccio di ricerca

Krikorian ha affermato che il suo team sta conducendo da diversi anni ricerche sui benefici delle bacche per le persone con un rischio più alto di morbo di Alzheimer (MA) e di demenza.

Krikorian ha affermato che i mirtilli, sebbene non completamente diversi dalle altre bacche e piante come il cavolo rosso, hanno un livello particolarmente elevato di micronutrienti e antiossidanti chiamati antociani. Gli antociani aiutano a dare ai mirtilli il loro colore e anche a difendere le piante dall'eccesso di esposizione alle radiazioni, agli agenti infettivi e ad altre minacce.

Le stesse proprietà che aiutano i mirtilli a sopravvivere forniscono anche benefici all'uomo, ha affermato Krikorian, come ridurre l'infiammazione, migliorare la funzione metabolica e migliorare la produzione di energia all'interno delle cellule.

Gli studi precedenti sulle bacche di Krikorian si erano concentrati sulle popolazioni più anziane, ma con questa ricerca, il team ha voluto studiare le persone di mezza età al fine di concentrarsi sulla prevenzione della demenza e sulla riduzione del rischio. Krikorian ha spiegato che circa il 50% degli individui negli Stati Uniti sviluppa insulino-resistenza, comunemente indicata come prediabete, intorno alla mezza età, e il prediabete ha dimostrato di essere un fattore nelle malattie croniche.

"Avevamo osservato benefici cognitivi dai mirtilli negli studi precedenti con gli anziani e abbiamo pensato che fossero efficaci negli individui più giovani con resistenza all'insulina", ha affermato Krikorian, professore emerito e direttore della divisione di psicologia del College of Medicine and Behavioral Neuroscience della UC. "Il MA, come tutte le malattie croniche dell'invecchiamento, si sviluppa per un periodo di molti anni a partire dalla mezza età".

Dettagli e risultati dello studio

I ricercatori hanno arruolato 33 pazienti provenienti dall'area di Cincinnati da 50 a 65 anni che erano in sovrappeso, prediabetici e avevano notato un lieve declino della memoria invecchiando. Krikorian ha affermato che questa popolazione ha un aumento del rischio di demenza a tarda insorgenza e altre condizioni comuni.

Per un periodo di 12 settimane, ai pazienti è stato chiesto di astenersi dal consumo di frutta di bacche di qualsiasi tipo ad eccezione di un pacchetto giornaliero di integratore in polvere da miscelare con acqua e consumare con colazione o cena. La metà dei partecipanti ha ricevuto polveri che contenevano l'equivalente della metà di una tazza di mirtilli interi, mentre l'altra metà ha ricevuto un placebo. I partecipanti hanno anche eseguito test che misuravano alcune capacità cognitive che diminuiscono nei pazienti con invecchiamento e demenza tardiva, come le funzioni esecutive della memoria di lavoro, della flessibilità mentale e dell'autocontrollo.

Krikorian ha affermato che quelli nel gruppo trattato con mirtilli hanno mostrato un miglioramento rispetto ai compiti cognitivi che dipendono dal controllo esecutivo: "Ciò si evidenziava con una ridotta interferenza di informazioni estranee durante l'apprendimento e la memoria".

I pazienti del gruppo di mirtilli avevano anche livelli più bassi di insulina a digiuno, il che significa che i partecipanti avevano una funzione metabolica migliore ed erano in grado di bruciare più facilmente i grassi per ottenere energia. Krikorian ha affermato che il gruppo di mirtilli ha mostrato un ulteriore grado di disaccoppiamento mitocondriale lievemente più elevato, un processo cellulare che è associato a una maggiore longevità e una riduzione dello stress ossidativo. Lo stress ossidativo può portare a sintomi come affaticamento e perdita di memoria.

"Quest'ultima scoperta era esplorativa, ma indica un meccanismo potenziale interessante dei benefici dei mirtilli", ha detto.

Per il seguito, Krikorian ha affermato di essere interessato a comprendere meglio i meccanismi esatti dei mirtilli che aiutano a migliorare le prestazioni cognitive e la funzione metabolica. Ma la conclusione principale del presente studio è che la regolare integrazione di mirtilli nelle diete delle persone di mezza età a rischio può ridurre le possibilità di sviluppare la demenza in tarda età.

"La dimensione del campione è un'ovvia limitazione dello studio, quindi sarà importante riprodurre questi risultati, specialmente da parte di altri ricercatori", ha detto Krikorian. "Nel frattempo, potrebbe essere una buona idea consumare mirtilli su base regolare".

Una tecnica innovativa di scansione cerebrale può potenzialmente essere usata per i test su larga scala dell'Alzheimer, fornendo al contempo possibili approfondimenti sulle prime fasi della malattia, molto prima che emergano i sintomi.

Il morbo di Alzheimer (MA) è la forma più comune di demenza, una delle principali cause di dipendenza e disabilità negli anziani. Sebbene siano stati fatti progressi nella comprensione della malattia cerebrale straziante, i test diagnostici sono attualmente limitati e non ci sono trattamenti.

Ora, un assistente professore di medicina dell'Università di Ottawa e il suo team di collaboratori hanno pubblicato nuove ricerche che suggeriscono che si può potenzialmente impiegare una nuova tecnica di scansione per testare su larga scala il MA. Può anche fornire possibili approfondimenti sulle prime fasi della malattia, molto prima che emergano i sintomi.

I risultati potrebbero aiutare a guidare la progettazione di farmaci mirati e forse aprire la strada a un modo pratico e meno invasivo di rilevare il MA, che può portare a un declino cognitivo così grave che i malati perdono la capacità di riconoscere i loro cari o addirittura di comunicare al livello più elementare.

Pubblicato di recente su Neuropsychopharmacology, lo studio degli scienziati suggerisce che l'uso di un metodo di scansione ad alta risoluzione chiamato 'risonanza magnetica sensibile alla neuromelanina' potrebbe essere promettente per prevedere il rischio di sintomi o per guidare il trattamento futuro.

"Ci sono prove che l'area noradrenergica del cervello è la parte dove in realtà parte l'accumulo della tau, anni prima dell'emergere di eventuali sintomi", ha dichiarato il dott. Clifford Cassidy, assistente professore nel dipartimento di medicina cellulare e molecolare, primo autore dello studio.

I risultati della ricerca confermano i dati precedenti che il sistema noradrenergico del cervello degenera progressivamente con il MA. Questo sistema cerebrale è di vitale importanza perché può essere la prima area colpita dal MA e la sua patologia è correlata ai sintomi del disturbo.

“Non capiamo ancora perché alcune persone contraggano il MA e altre no. Non sappiamo perché alcune persone sono protette e altre sono vulnerabili. Quindi la domanda è: cosa ti rende vulnerabile?", dice il dott. Cassidy. "Ciò apre davvero le porte all'esame di questi sistemi cerebrali nell'uomo, in vivo, in qualsiasi disturbo in cui può essere rilevante".

Milioni di anziani con vista scadente hanno il rischio di ricevere erroneamente la diagnosi di lieve deterioramento cognitivo, secondo un nuovo studio eseguito all'Università dell'Australia del Sud (UNISA).

I test cognitivi che si basano su compiti dipendenti dalla vista potrebbero alterare i risultati in fino a un quarto di over-50 che hanno problemi visivi non diagnosticati, come la cataratta o la degenerazione maculare legata all'età (AMD, age-related macular degeneration).

L'AMD è una delle cause principali di perdita di vista per gli anziani; non causa una perdita completa della vista, ma influisce fortemente sulla capacità delle persone di leggere, guidare, cucinare e persino riconoscere i volti. Non ha alcun rapporto con la cognizione.

Per lo studio, pubblicato su Scientific Reports, i ricercatori dell'UNISA hanno reclutato 24 partecipanti con vista normale che hanno completato due test cognitivi: uno che coinvolgeva compiti reattivi dipendenti dalla vista e l'altro basato sulla fluidità verbale.

Quando usavano un insieme di occhiali per simulare l'AMD, i partecipanti hanno ottenuto un punteggio molto più basso nel test cognitivo che coinvolge compiti di tempo di reazione, rispetto a eseguirli senza gli occhiali. Non vi era alcuna differenza statistica con i test di fluidità verbale quando usavano gli occhiali.

La dottoranda dell'UNISA Anne MacNamara, che ha guidato lo studio, afferma che i risultati ricordano che le disabilità visive, che colpiscono circa 200 milioni di over-50 in tutto il mondo, influenzano ingiustamente i punteggi cognitivi quando i test coinvolgono le capacità visive:

"Un punteggio errato nei test cognitivi potrebbe avere ramificazioni devastanti, portando a cambiamenti inutili alle circostanze di vita, di lavoro, finanziarie o sociali di una persona.

“Ad esempio, se un punteggio errato ha contribuito a una diagnosi di lieve decadimento cognitivo, potrebbe innescare problemi psicologici, come depressione e ansia. Le persone con AMD hanno già più problemi a causa della perdita di vista e una valutazione cognitiva imprecisa è un onere aggiuntivo di cui non hanno bisogno".

Le menomazioni visive sono spesso trascurate negli ambienti di ricerca e clinici, affermano i ricercatori dell'UNISA, dove la vista ridotta è sottovalutata in fino al 50% degli anziani. E poiché questa cifra dovrebbe aumentare in linea con una popolazione che invecchia, è fondamentale che i ricercatori neuro-degenerativi controllino la vista quando valutano la cognizione delle persone.

"Ora possiamo usare app mobili per sovrapporre disabilità visive simulate sui materiali di prova durante il pilotaggio dei loro stimoli", afferma MacNamara. “Inoltre, i ricercatori possono incorporare compiti di individuazione rapidi e semplici prima di convincere le persone a eseguire test cognitivi. Le attività verbali dovrebbero sempre far parte della valutazione".

Le cellule possono usare questa strategia per eliminare i sottoprodotti tossici e dare alla loro prole una partenza da zero.

Nell'immagine il magenta è il DNA e il verde è un marcatore lisosomiale sulla superficie delle cellule, indicatore dell'esocitosi lisosomiale. (Fonte: Miettinen et al.)

Ricercatori del MIT hanno scoperto che prima che le cellule inizino a dividersi, fanno un po' di pulizia, espellendo le molecole di cui sembrano non aver più bisogno.

Usando un nuovo metodo che hanno sviluppato per misurare la massa secca delle cellule, i ricercatori hanno scoperto che le cellule perdono circa il 4% della loro massa mentre entrano nella divisione cellulare. I ricercatori ritengono che questo svuotamento della spazzatura aiuti le cellule a dare alla loro prole un 'nuovo inizio', senza la spazzatura accumulata della cellula madre.

"La nostra ipotesi è che le cellule potrebbero gettare cose che si stanno accumulando, componenti tossici o solo cose che non funzionano correttamente che non vuoi avere lì. Potrebbe consentire alle cellule neonate di nascere con contenuti più funzionali", afferma Teemu Miettinen, ricercatore del MIT e primo autore del nuovo studio apparso su eLife.

Misurare la massa

La misurazione della massa secca di una cellula - il peso del suo contenuto senza acqua - viene di solito eseguita usando una tecnica di microscopia chiamata 'microscopia di fase quantitativa'. Questa tecnica può misurare la crescita cellulare, ma non rivela informazioni sul contenuto molecolare della massa secca ed è difficile da usare con le cellule che crescono in sospensione.

Il laboratorio di Manalis aveva sviluppato in precedenza una tecnica per misurare la massa galleggiante di cellule, che è la loro massa mentre galleggiano in un fluido come l'acqua. Questo metodo misura la massa galleggiante facendo fluire le cellule attraverso un canale incorporato in un cantilever (trave a mensola) vibrante, che può essere fatto ripetutamente per tenere traccia dei cambiamenti nella massa di una particolare cellula per molte ore o giorni.

Per il loro nuovo studio, i ricercatori volevano adattare la tecnica in modo che potesse essere usata per calcolare la massa secca delle cellule, nonché la sua densità. Circa 10 anni fa, avevano scoperto che potevano calcolare la massa secca di una cellula se misuravano la cellula in acqua normale e poi in acqua pesante (che contiene deuterio anziché idrogeno normale). Queste due misurazioni possono essere usate per calcolare la massa secca della cellula.

Tuttavia, l'acqua pesante è tossica per le cellule, quindi potevano ottenere solo una singola misurazione per cellula. L'anno scorso, Miettinen ha deciso di vedere se poteva progettare un sistema in cui le cellule potevano essere misurate ripetutamente con un'esposizione minima all'acqua pesante.

Nel sistema che ha escogitato, le cellule sono esposte molto brevemente ad acqua pesante mentre scorrono attraverso canali microfluidici. Ci vuole solo un secondo perché una cellula scambi completamente il suo contenuto di acqua, quindi i ricercatori potevano misurare la massa della cellula quando era piena di acqua pesante, confrontarla con la massa in acqua normale e quindi calcolare la massa secca.

"La nostra idea era che, minimizzando l'esposizione delle cellule all'acqua pesante, avremmo potuto progettare il sistema in modo da ripetere questa misurazione su lunghi periodi di tempo senza ferire la cellula", afferma Miettinen. "Ciò ci ha permesso per la prima volta di tracciare non solo la massa secca di una cellula, che è ciò che gli altri fanno usando metodi microscopici, ma anche la densità della massa secca, che ci informa sulla composizione biomolecolare della cellula".

I ricercatori hanno dimostrato che le loro misurazioni di massa secca concordavano qualitativamente con precedenti lavori usando la microscopia di fase quantitativa. E, oltre a fornire la densità della massa secca, il metodo del team del MIT consente una maggiore risoluzione temporale, che si è rivelata utile per rivelare le dinamiche durante la mitosi (divisione cellulare).

Portare fuori la spazzatura

Nelle cellule soggette a mitosi, i ricercatori hanno usato la loro nuova tecnica per studiare ciò che accade alla massa cellulare e alla sua composizione durante quel processo. In un documento del 2019, Miettinen e Manalis avevano scoperto che la massa galleggiante aumenta leggermente quando inizia la mitosi. Tuttavia, altri studi che hanno usato la microscopia di fase quantitativa hanno suggerito che le cellule potrebbero trattenere o perdere la massa secca all'inizio della divisione cellulare.

Nel nuovo studio, il team del MIT ha misurato tre tipi di cellule tumorali, che sono più facili da studiare perché si dividono più frequentemente delle cellule sane. Con loro sorpresa, i ricercatori hanno scoperto che la massa secca delle cellule in realtà diminuisce quando entrano nel ciclo della divisione cellulare. Questa massa viene riacquistata in seguito, prima che la divisione sia completa.

Ulteriori esperimenti hanno rivelato che quando le cellule entrano nella mitosi, aumentano l'attività di un processo chiamato esocitosi lisosomiale. I lisosomi sono organelli cellulari che abbattono o riciclano i prodotti di scarto cellulare e l'esocitosi è il processo che usano per espellere qualsiasi molecola non più necessaria.

I ricercatori hanno anche scoperto che la densità della massa secca aumenta man mano che le cellule perdono la massa secca, portandole a credere che le cellule stiano perdendo molecole a bassa densità come lipidi o lipoproteine. Ipotizzano che le cellule utilizzino questo processo per eliminare le molecole tossiche prima di dividersi.

"Quello che stiamo vedendo è che le cellule potrebbero cercare di buttare i componenti danneggiati prima di dividersi", afferma Miettinen.

I ricercatori ipotizzano che i loro risultati possano aiutare a spiegare perché i neuroni, che non si dividono, hanno maggiori probabilità di accumulare proteine ​​tossiche come tau o amiloide-beta, che sono legate allo sviluppo dell'Alzheimer.

I risultati potrebbero anche essere rilevanti per il cancro: le cellule tumorali possono espellere alcuni farmaci chemioterapici usando l'esocitosi, aiutandoli a diventare resistenti ai farmaci. In teoria, impedire l'esocitosi prima della divisione cellulare potrebbe aiutare a rendere le cellule tumorali più suscettibili a tali farmaci.

"Ci sono malattie in cui potremmo desiderare di sovra-regolare l'esocitosi, ad esempio nelle malattie neurodegenerative, ma poi ci sono malattie come il cancro in cui forse vogliamo ridurla", dice Miettinen. "In futuro, se potessimo comprendere meglio il meccanismo molecolare che sta alla base e trovare un modo per innescarlo al di fuori della mitosi o prevenirlo durante la mitosi, potremmo davvero avere una nuova leva da usare per trattare la malattia".

I disturbi soggettivi della memoria in combinazione con livelli evidenti di amiloide-beta nel liquido cerebrospinale sono una forte indicazione dello sviluppo dell'Alzheimer. Questa è la conclusione di uno studio del DZNE apparso su Alzheimer’s & Dementia che ha coinvolto circa 1.000 anziani.

Quando le persone ritengono che la loro memoria o altre capacità mentali siano in calo, ma i test oggettivi non rivelano alcun deterioramento, questo viene definito in medicina come 'deterioramento cognitivo soggettivo' (DCS), ed è argomento di ricerca da diversi anni.

"Gli individui colpiti riferiscono problemi cognitivi che causano loro una seria preoccupazione, ma che non sono misurabili con le tecniche attuali", spiega il Prof. Frank Jessen, scienziato del DZNE e direttore del Dipartimento di Psichiatria dell'Università di Colonia.

Si è assodato che il DCS è un fattore di rischio, ma non un segnale di avvertimento conclusivo per la prossima demenza.

“In molti individui con DCS, non vi è alcuna perdita progressiva delle prestazioni cognitive. Per valutare il rischio individuale in modo più accurato, devono essere presi in considerazione altri fattori”, afferma il ricercatore. “Ora siamo stati in grado di specificarli. Se, oltre al DCS, ci sono anche prove che alcune proteine ​​si accumulano nel cervello, allora prese insieme formano un segno forte che si sta formando il morbo di Alzheimer (MA)".

Studio nazionale

Questa valutazione si basa su uno studio DZNE a lungo termine chiamato DELCODE, che comprende dieci centri di studio in tutta la Germania e coinvolge diversi ospedali universitari. All'interno di questo quadro, sono registrate ogni anno da diversi anni le prestazioni cognitive di quasi 1.000 anziani. Questo viene fatto mediante procedure stabilite di test neuropsicologici. Inoltre, viene analizzato il liquido cerebrospinale di molti partecipanti allo studio e il volume del cervello è determinato mediante scansione a risonanza magnetica (MRI).

Jessen e i suoi colleghi hanno ora valutato la serie di misurazioni dei singoli soggetti, con dati che coprivano un periodo fino a 5 anni. L'età media dei partecipanti allo studio era di circa 70 anni, sono stati originariamente reclutati attraverso cliniche di memoria negli ospedali universitari partecipanti e attraverso le pubblicità di giornali.

La coorte includeva più di 400 persone con DCS al basale e circa 300 individui che avevano problemi cognitivi misurabili, fino ai sintomi della demenza dovuta al MA. Inoltre, la coorte comprendeva più di 200 adulti le cui prestazioni cognitive erano all'interno della gamma normale e che non mostravano DCS al basale: queste persone 'sane' servivano da gruppo di controllo. Tutto sommato, questo rappresenta uno degli studi più completi sul DCS fino ad oggi.

Biomarcatori nel liquido cerebrospinale

La proteina amiloide-beta (Aβ), che si accumula nel cervello nel corso del MA, ha un ruolo importante nelle indagini. L'accumulo nel cervello può essere valutato indirettamente sulla base del livello della proteina nel liquido cerebrospinale: se la lettura è oltre un valore di soglia, questa è considerata la prova che l'Aβ si sta concentrando nel cervello.

Questi individui, considerati 'positivi all'Aβ", erano 83 dei partecipanti allo studio con DCS e 25 volontari del gruppo di controllo.

"La deposizione di Aβ, come il DCS, è un fattore di rischio per il MA. Da solo, tuttavia, nessuno dei due fenomeno è un chiaro indicatore della malattia. Ma l'immagine si affila, come evidenziato dal nostro studio, quando questi fenomeni sono considerati insieme e per un periodo di tempo più lungo", afferma Jessen.

Sviluppo nel tempo

Durante il periodo di studio, alcuni soggetti del gruppo DCS e anche alcuni del gruppo di controllo hanno manifestato deficit cognitivi misurabili. Ciò era particolarmente evidente nei soggetti positivi all'Aβ con DCS al basale. In confronto, il declino cognitivo era molto più basso negli individui positivi all'Aβ del gruppo di controllo.

Anche i dati della risonanza magnetica del cervello hanno mostrato differenze: l'ippocampo, un'area cerebrale divisa su entrambi gli emisferi cerebrali e considerata il 'centro di controllo' della memoria, tendeva ad essere più piccolo nei soggetti positivi all'Aβ con DCS rispetto a individui positivi all'Aβ del gruppo di controllo: un'indicazione di atrofia, cioè perdita di massa cerebrale.

Fase 2 del MA

"Quando si sommano tutti i risultati, compresi i dati di quei soggetti che avevano già deficit cognitivi misurabili al basale, vediamo la combinazione tra DCS e stato Aβ positivo come un forte indicatore del MA iniziale", afferma Jessen. “Se si classifica il MA in sei fasi in base alla pratica comune, con lo stadio 6 che rappresenta una grave demenza, allora a nostro avviso la combinazione di DCS e lo stato Aβ positivo corrisponde allo stadio 2. Ciò si verifica prima della fase in cui appaiono i primi sintomi misurabili, che è chiamata lieve decadimento cognitivo".

Un approccio per la diagnosi precoce

Ad oggi, non esiste un trattamento efficace per il MA. Tuttavia, si ritiene generalmente che la terapia dovrebbe iniziare il più presto possibile.

“Se ci sono sintomi clinici misurabili, il cervello è già significativamente danneggiato. Dal punto di vista odierno, il trattamento ha quindi poche possibilità di successo duraturo", afferma Jessen. "La domanda, quindi, è come identificare le persone apparentemente sane che hanno effettivamente il MA e hanno molte probabilità di sviluppare la demenza. Considero la combinazione di DCS e stato Aβ positivo come un criterio promettente che dovrebbe essere ulteriormente studiato e testato in studi futuri".

La lesione cerebrale traumatica leggera invece non ha aumentato il rischio di demenza

Le persone che sono state ricoverate in ospedale per una lesione cerebrale traumatica (TBI) grave possono avere un rischio più elevato di sviluppare la demenza rispetto alle persone che non hanno avuto una TBI, secondo un nuovo studio pubblicato l'11 maggio 2022 su Neurology®.

La TBI grave è definita come sanguinamento nel cervello e una degenza ospedaliera di tre o più giorni. I ricercatori non hanno trovato un aumento del rischio per le persone che avevano TBI minore, definita come una commozione cerebrale con una degenza ospedaliera non superiore a un giorno.

“La lesione cerebrale traumatica è stata identificata come un possibile fattore di rischio per la demenza e, a causa del crescente numero di persone con demenza, è indispensabile identificare i fattori di rischio che potrebbero essere modificabili per ridurre il numero di persone che sviluppano la demenza in futuro", ha detto il primo autore dello studio Rahul Raj MD/PhD, dell'Università di Helsinki in Finlandia. "L'obiettivo del nostro studio era valutare l'associazione tra TBI e demenza, considerando gli altri fattori di rischio di demenza pertinenti come ipertensione, fumo, consumo di alcol e attività fisica".

Per lo studio, i ricercatori hanno usato un database nazionale finlandese che include sondaggi sanitari raccolti ogni cinque anni. Concentrandosi su un periodo di 20 anni, hanno identificato 31.909 persone che hanno completato uno o più sondaggi che includevano dettagli su fattori dello stile di vita come attività fisica, fumo e uso di alcol.

I ricercatori hanno quindi esaminato i registri sanitari nazionali. Del gruppo di studio, hanno identificato 288 persone ricoverate in ospedale a causa di una TBI importante e 406 ricoverati in ospedale per una TBI minore che non avevano la demenza entro un anno dalla lesione. Un totale di 976 persone hanno sviluppato la demenza in un periodo medio di 16 anni.

Di quelli con una TBI importante, 27 persone (9%) hanno sviluppato la demenza, mentre di quelli con una TBI minore, l'hanno sviluppata 9 persone (2%). E di quelli senza TBI, 940 persone (3%) hanno sviluppato la demenza. Dopo aver adattato i dati per età e sesso, i ricercatori hanno scoperto che le persone in ospedale a causa di una TBI importante avevano un rischio di demenza 1,5 volte maggiore rispetto a quelli senza TBI.

Ma dopo ulteriori adeguamenti per altri fattori di rischio pertinenti della demenza come istruzione, fumo, consumo di alcol, attività fisica e ipertensione, l'associazione si è indebolita. Raj ha spiegato che l'uso di alcol e l'attività fisica sembravano avere il ruolo più importante nell'indebolimento dell'associazione.

I ricercatori non hanno riscontrato un aumento del rischio di demenza nelle persone ricoverate in ospedale per TBI minore.

"Circa una persona su 10 nel nostro studio, che aveva avuto una TBI grave, ha sviluppato la demenza", ha detto Raj. “Considerando che non esiste una cura per la demenza o la TBI, i risultati del nostro studio suggeriscono che la prevenzione di altri fattori di rischio di demenza, come l'eccesso di consumo di alcol e l'inattività fisica, potrebbe ridurre il rischio di demenza nelle persone con TBI grave. Sono necessarie ulteriori ricerche in gruppi più grandi di persone".

Una limitazione dello studio era che includeva solo persone ricoverate in ospedale per TBI, quindi le persone che non cercavano cure per una TBI lieve non erano incluse.

Avere tre o più figli, invece di due, ha un effetto negativo sulla cognizione in vecchiaia

Un nuovo studio eseguito alla Columbia University e all'Université Paris-Dauphine-PSL, ha scoperto che avere tre o più figli, invece di due, ha un effetto negativo sulla cognizione in tarda età. I risultati hanno inoltre indicato che questo effetto è più forte nel nord Europa, dove una maggiore fertilità riduce le risorse finanziarie ma non migliora le risorse sociali disponibili.

Questo è il primo studio sull'effetto causale dell'elevata fertilità sulla cognizione della tarda età. Fino ad ora la fertilità non ha ricevuto molta attenzione come potenziale predittore della cognizione della vecchiaia, rispetto ad altri fattori come l'istruzione o l'occupazione. I risultati sono pubblicati sulla rivista Demography.

"Comprendere i fattori che contribuiscono alla cognizione ottimale in tarda età è essenziale per garantire un invecchiamento ottimale a livello individuale e sociale, in particolare in Europa, dove le dimensioni della famiglia si sono ridotte e le popolazioni stanno invecchiando rapidamente", ha affermato Vegard Skirbekk PhD, professore di salute della popolazione e di famiglia alla Columbia.

“Per gli individui, la salute cognitiva in tarda età è essenziale per mantenere l'indipendenza ed essere socialmente attivi e produttivi in questa età. Per le società, garantire la salute cognitiva della popolazione anziana è essenziale per estendere la vita al lavoro e ridurre i costi di assistenza sanitaria e le esigenze di assistenza", ha affermato Eric Bonsang PhD, professore di economia all'Università Paris-Dauphine-PSL.

I ricercatori hanno analizzato i dati del Survey of Health, Aging and Retirement in Europe (SHARE) per esaminare la misura in cui avere tre o più bambini, invece di due, influenza causalmente la cognizione della tarda età. SHARE sonda campioni rappresentativi delle popolazioni più vecchie in 20 paesi europei e Israele tra cui Austria, Belgio, Croazia, Repubblica Ceca, Danimarca, Estonia, Francia, Germania, Grecia, Ungheria, Italia, Lussemburgo, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Slovenia, Spagna, Svezia e Svizzera. I partecipanti erano tutti over-65 con almeno due figli biologici.

Sulla base di metodi econometrici avanzati, in grado di distinguere la causalità da semplici associazioni, l'evidenza suggerisce che avere tre o più figli, invece di due, è correlato a una cognizione peggiore in tarda età. Hanno anche scoperto che questo effetto è simile per uomini e donne.

La fertilità può influire sulla cognizione in tarda età attraverso diversi percorsi. Primo, avere un figlio in più spesso comporta costi finanziari considerevoli, riduce il reddito familiare e aumenta la probabilità di scendere al di sotto della soglia di povertà, riducendo così il tenore di vita per tutti i membri della famiglia e causando preoccupazioni e incertezze finanziarie, che potrebbero contribuire al deterioramento cognitivo.

Secondo, avere un figlio in più è causalmente correlato a una partecipazione minore al mercato del lavoro per le donne, a meno ore lavorate e a guadagni più bassi. A sua volta, far parte della forza lavoro, rispetto ad essere in pensione, influisce positivamente sul funzionamento cognitivo di uomini e donne.

Terzo, avere figli riduce il rischio di isolamento sociale tra gli individui più anziani, il che è un fattore di rischio chiave per la compromissione cognitiva e la demenza e spesso aumenta il livello di interazione e sostegno sociale, che può essere protettivo dal declino cognitivo nelle età più avanzate.

Infine, avere figli può essere stressante, influenzare i comportamenti rischiosi per la salute e influire negativamente sullo sviluppo cognitivo degli adulti. I genitori con più figli possono sperimentare più stress, avere meno tempo per rilassarsi e da investire in attività cognitive stimolanti del tempo libero. Questo può implicare la privazione del sonno per il genitore.

"L'effetto negativo di avere tre o più figli sul funzionamento cognitivo non è trascurabile, è equivalente a 6,2 anni di invecchiamento", ha osservato Bonsang.

Ciò suggerisce che la diminuzione della percentuale di europei con tre o più bambini può avere implicazioni positive per la salute cognitiva della popolazione anziana.

"Data l'entità dell'effetto, gli studi futuri sulla cognizione in tarda età dovrebbero anche esaminare la fertilità come premonitore, insieme ai predittori più studiati, come istruzione, esperienze professionali, esercizio fisico e salute mentale e fisica", ha osservato Skirbekk. “Inoltre, gli studi futuri dovrebbero affrontare i potenziali effetti della mancanza di figli o di un solo figlio nella cognizione in tarda età. Abbiamo anche bisogno di maggiori informazioni sui tipi di interazioni, supporti e conflitti che si verificano tra genitori e figli, che possono influenzare gli esiti cognitivi".

La demenza frontotemporale inizia relativamente presto rispetto ad altre forme di demenza. Sappiamo ancora relativamente poco sulle cause della malattia, e tuttavia una nuova ricerca svolta all'Università di Lund in Svezia mostra che le pieghe nel cervello che si formano nelle ultime fasi della gravidanza potrebbero avere un impatto sull'età in cui prende piede la malattia.

Le persone colpite dalla demenza frontotemporale di solito sperimentano un esordio precoce, spesso mentre sono ancora in età lavorativa. Inoltre, la progressione della malattia è rapida e il tempo medio di sopravvivenza dopo la diagnosi è di otto anni.

“Non esiste una cura o un trattamento per rallentare la progressione, pertanto qualsiasi nuova conoscenza della malattia è preziosa", afferma Alexander Santillo, professore associato di psichiatria all'Università di Lund e consulente di psichiatria.

In uno studio con 307 partecipanti (27-87 anni), di cui 92 con Alzheimer, 105 con demenza frontotemporale (nota anche come demenza del lobo frontale) e un gruppo di controllo di 110 persone, Alexander Santillo e i suoi colleghi hanno esaminato il cervello dei pazienti con la risonanza magnetica.

Hanno scoperto che le pieghe cerebrali che si formano durante lo sviluppo fetale possono avere un impatto sull'età in cui gli individui iniziano a soffrire di demenza frontotemporale. In coloro che soffrono di Alzheimer, sembra che ciò non avesse un impatto sulla malattia.

“L'area specifica che abbiamo studiato è chiamata giro cingolato, che si trova nel lobo frontale del cervello. I partecipanti allo studio che avevano una piega extra in quest'area nell'emisfero cerebrale destro hanno sviluppato sintomi di demenza frontotemporale in media 3 anni dopo rispetto agli individui senza questa piega", afferma Luke Harper, residente di neurologia, dottorato dell'Università di Lund e primo autore dello studio.

I ricercatori dietro lo studio affermano che i risultati contribuiscono a un drastico aumento della comprensione della malattia. Era già noto che la genetica influisce sulla possibilità di sviluppare la demenza, però non era stato finora analizzato il legame con il modo in cui si sviluppa il cervello nella fase fetale.

“Durante questo periodo, il cervello è particolarmente sensibile ai fattori ambientali. In passato, non era possibile stabilire connessioni tra sviluppo fetale e malattie che colpiscono il cervello 60-70 anni dopo la nascita. Pertanto, riteniamo che i risultati possano essere rilevanti anche per le altre malattie neurologiche", spiega Alexander Santillo.

Non è del tutto chiaro perché questa variazione anatomica influenza l'emisfero cerebrale destro e non il sinistro, e tuttavia, coloro che soffrono di demenza frontotemporale sperimentano cambiamenti comportamentali che coinvolgono il lato destro del cervello. È anche noto che la parte anteriore del giro cingolato nella corteccia cerebrale è influenzata da questo tipo specifico di demenza.

“Sappiamo che alcune persone sono colpite dalla malattia cognitiva frontotemporale a causa di una mutazione genetica, tuttavia, per la stragrande maggioranza delle persone la causa è sconosciuta, così come i fattori che influenzano la progressione della malattia. I nostri risultati indicano anche che si devono prendere in considerazione le variazioni delle pieghe cerebrali quando si sviluppano nuovi trattamenti. Tuttavia, i nostri risultati devono essere confermati prima in altri studi", afferma Alexander Santillo.

Luke Harper ha iniziato a lavorare per confermare i risultati in collaborazione con dei team di ricerca americani e olandesi. L'obiettivo è anche capire se le pieghe in questa regione del cervello influenzano il tasso di progressione della malattia e quanto tempo i pazienti sopravvivono dopo una diagnosi.

La metà degli anziani con compromissione dell'udito e della vista ha un deterioramento cognitivo rispetto al 28% di quelli con compromissione solo della vista, il 20% di quelli solo dell'udito e il 7% di quelli senza problemi sensoriali.

Un nuovo studio pubblicato sul Journal of Alzheimer's Disease Reports ha scoperto che la compromissione dell'udito e della vista erano associate indipendentemente al deterioramento cognitivo.

Dopo aver considerato sesso, età e altre caratteristiche socio-demografiche, gli anziani con disabilità uditiva avevano più del doppio delle probabilità di deterioramento cognitivo, mentre quelli con deficit della vista avevano più del triplo delle probabilità di compromissione cognitiva.

Quando un anziano aveva la compromissione sia dell'udito che della vista, le probabilità di compromissione cognitiva erano otto volte superiori. Circa la metà degli over-65 con compromissione dell'udito e della vista aveva anche un deterioramento cognitivo.

Ci sono stati diversi studi negli ultimi dieci anni a collegare la perdita dell'udito alla demenza e al declino cognitivo, ma si è data meno attenzione alla perdita di vista e alla doppia compromissione sensoriale.

"Dato che la metà degli adulti con perdita sia della vista che dell'udito subisce gravi problemi cognitivi, la perdita sensoriale potrebbe essere usata per aiutare a identificare coloro che sono a rischio di declino cognitivo e demenza", afferma la prima autrice Esme Fuller-Thomson, direttrice dell'Institute for Life Course & Aging dell'Università del Toronto e prof.ssa nella facoltà di lavoro sociale e nel dipartimento di medicina di famiglia e di comunità.

Lo studio si è basato su 10 ondate consecutive dell'American Community Survey (2008-2017), un sondaggio annuale nazionale USA con circa mezzo milione di intervistati americani over-65. Lo studio ha analizzato un totale di 5,4 milioni di americani anziani, sia istituzionalizzati che della comunità

"La doppia compromissione sensoriale impedisce a un individuo di compensare la perdita di un senso attraverso l'uso dell'altro", ha affermato la coautrice Aliya Nowczynski, neolaureata in lavoro sociale all'Università di Toronto. "Le nostre scoperte sottolineano la necessità di raggiungere gli anziani con doppio deficit sensoriale, per valutare se ci sono opportunità di intervento precoce".

Gli autori sottolineano l'importanza di considerare le opzioni terapeutiche per la compromissione sensoriale a sostegno della salute cognitiva degli anziani.

"È importante considerare l'accessibilità ai trattamenti comuni per la compromissione sensoriale, come gli apparecchi acustici e la chirurgia della cataratta", afferma la coautrice Andie MacNeil, neolaureata dell'Università di Toronto. “È possibile che coloro che hanno difficoltà ad accedere a queste opzioni terapeutiche siano più vulnerabili alla compromissione cognitiva. Sono necessarie ulteriori ricerche per determinare se gli interventi per la compromissione sensoriale riducono il rischio di successivo declino cognitivo".

Le diverse possibili teorie che possono spiegare l'associazione tra compromissione sensoriale e deterioramento cognitivo comprendono la riduzione del contributo uditivo e visivo, il disimpegno sociale e la solitudine causata da problemi di comunicazione, nonché la degenerazione legata all'età del sistema nervoso centrale.

"Sono necessarie altre ricerche per determinare se l'associazione tra compromissione sensoriale e declino cognitivo è causale", afferma la Fuller-Thomson, "Determinare i meccanismi che sono alla base di questa relazione può aiutare a guidare i prossimi passi per dare supporto agli anziani".

Ricercatori dell'Università della California di San Diego hanno sviluppato un'app per smartphone che potrebbe consentire alle persone di individuare il morbo di Alzheimer (MA), l'ADHD e altre malattie e disturbi neurologici, registrando primi piani degli occhi.

L'app usa una fotocamera nel vicino infrarosso, che è integrata nei nuovi smartphone per il riconoscimento del viso, insieme a una normale fotocamera frontale, per tenere traccia del cambio di dimensioni delle pupille della persona. Queste misurazioni delle pupille potrebbero essere usate per valutare la condizione cognitiva di una persona.

La tecnologia è descritta in un documento presentato alla ACM Computer Human Interaction Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI 2022), tenuta dal 30 aprile al 5 maggio a New Orleans.

"Anche se c'è ancora molto lavoro da fare, sono entusiasta del potenziale di questa tecnologia per togliere la rilevazione neurologica dagli ambienti di laboratorio clinico e portarla alle case", ha affermato Colin Barry, dottorando di ricerca in ingegneria elettrica e informatica dell'UC San Diego e primo autore della ricerca, che ha ricevuto una menzione d'onore per il premio Best Paper. "Speriamo che ciò apra le porte a nuove esplorazioni dell'uso dello smartphone per rilevare precocemente e monitorare problemi potenziali di salute".

Ricerche recenti hanno dimostrato che la dimensione della pupilla può fornire informazioni sulle funzioni neurologiche di una persona: ad esempio, la dimensione della pupilla aumenta quando una persona svolge un compito cognitivo difficile o sente un suono inaspettato.

La misurazione dei cambiamenti nel diametro della pupilla avviene eseguendo quello che viene chiamato test di risposta della pupilla. Il test potrebbe offrire un modo semplice e facile per diagnosticare e monitorare varie malattie e disturbi neurologici. Tuttavia, attualmente richiede attrezzature specializzate e costose, rendendo poco pratico l'esecuzione al di fuori del laboratorio o della clinica.

Gli ingegneri del Digital Health Lab, guidato dal professor Edward Wang, professore di ingegneria elettrica e informatica dell'UC San Diego, hanno collaborato con colleghi del Center for Mental Health Technology (MHTech Center) della stessa università per sviluppare una soluzione più conveniente e accessibile.

"Uno strumento di valutazione dello smartphone scalabile che può essere usato per esami comunitari su larga scala potrebbe facilitare lo sviluppo dei test di risposta delle pupille come test poco invasivi ed economici per aiutare a rilevare e capire malattie come il MA. Ciò potrebbe avere un enorme impatto sulla sanità pubblica", ha affermato Eric Granholm, professore di psichiatria della UC San Diego e direttore del MHTech Center.

L'app sviluppata dal team della UC San Diego usa la fotocamera nel vicino infrarosso dello smartphone per rilevare la pupilla di una persona. Nello spettro del vicino infrarosso, la pupilla può essere facilmente differenziata dall'iride, anche negli occhi con colori di iride più scuri. Ciò consente all'app di calcolare la dimensione della pupilla con precisione sotto-millimetrica per i vari colori degli occhi.

L'app usa anche un'immagine a colori scattata dalla fotocamera frontale dello smartphone per catturare la distanza stereoscopica tra lo smartphone e l'utente. L'app usa quindi questa distanza per convertire la dimensione della pupilla dall'immagine del vicino infrarosso in unità millimetriche. Le misurazioni dell'app sono paragonabili a quelle prese da un dispositivo chiamato pupillometro, che è lo standard per misurare la dimensione della pupilla.

I ricercatori hanno incluso anche varie funzionalità nella loro app per renderla più facile da usare per gli anziani.

“Per noi, uno dei fattori più importanti nello sviluppo della tecnologia è garantire che queste soluzioni siano in definitiva utilizzabili per chiunque. Ciò include individui come gli anziani che potrebbero non essere abituati all'uso di smartphone", ha affermato Barry.

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Livelli elevati dell'enzima PHGDH nel sangue degli anziani   potrebbero essere un segnale di avvertimento precoce del morbo di Alzheimer, e uno studio guidato dall'Università della California di San Diego fornisce nuove prove a supporto di questa affermazione.

Nell'analisi del tessuto cerebrale, i ricercatori hanno osservato una tendenza coerente con i loro precedenti risultati nei campioni di sangue: i livelli di espressione del gene che codifica il PHGDH erano costantemente più alti negli individui con diverse fasi di MA, anche quelle che precedono la manifestazione dei sintomi cognitivi.

I risultati richiedono anche cautela nell'uso di integratori alimentari che contengono l'amminoacido serina come rimedio per il MA. Poiché il PHGDH è un enzima chiave nella produzione di serina, l'aumento dell'espressione di PHGDH rilevato nei pazienti di MA suggerisce che anche il tasso di produzione di serina nel cervello è aumentato e, quindi, assumere ulteriore serina potrebbe non dare benefici, secondo i ricercatori guidati da Sheng Zhong, professore di bioingegneria, e da Xu Chen, professore di neuroscienze, entrambi della UC San Diego.

Il nuovo studio, pubblicato il 3 maggio su Cell Metabolism, si basa su lavori precedenti di Zhong e colleghi che per primi hanno identificato il PHGDH come un potenziale biomarcatore del MA nel sangue. I ricercatori avevano analizzato campioni di sangue di anziani e hanno trovato un forte aumento dell'espressione genica del PHGDH nei pazienti di MA, così come in individui sani circa due anni prima della diagnosi della malattia.

I risultati erano promettenti e i ricercatori erano curiosi di capire se questo aumento potesse essere fatto risalire al cervello: nel loro nuovo studio, mostrano che è proprio così.

"È entusiasmante che la nostra precedente scoperta di un biomarcatore del sangue sia ora corroborata dai dati cerebrali", ha affermato Zhong. "Ora abbiamo forte evidenza che i cambiamenti che vediamo nel sangue umano sono correlati direttamente ai cambiamenti nel cervello nel MA".

I ricercatori hanno analizzato i dati genetici raccolti da cervelli umani post mortem di soggetti in 4 diverse coorti di ricerca, ciascuna costituita da 40/50 persone over-50. I soggetti consistevano di pazienti con MA, di cosiddetti individui 'asintomatici' (persone senza problemi cognitivi e senza diagnosi di MA, ma le cui analisi cerebrali post mortem hanno mostrato segni precoci di cambiamenti legati al MA) e di controlli sani.

I risultati hanno mostrato un aumento costante dell'espressione di PHGDH tra i pazienti di MA e negli individui asintomatici in tutte le 4 coorti, rispetto ai controlli sani. Inoltre, più altri erano i livelli di espressione, più era avanzata la malattia. Questa tendenza è stata osservata anche in due diversi modelli di topo di MA.

I ricercatori hanno anche confrontato i livelli di espressione del PHGDH dei soggetti con i loro punteggi su due diverse valutazioni cliniche: la Dementia Rating Scale, che valuta la memoria e l'abilità cognitiva di una persona e la stadiazione Braak, che valuta la gravità del MA in base alla patologia del cervello. I risultati hanno mostrato che peggiori sono i punteggi, maggiore è l'espressione di PHGDH nel cervello.

"Il fatto che il livello di espressione di questo gene sia direttamente correlato sia alla capacità cognitiva di una persona che alla patologia della malattia, è notevole", ha affermato Zhong. "Essere in grado di quantificare entrambe queste metriche complesse con una singola misurazione molecolare potrebbe potenzialmente rendere molto più semplice la diagnosi e il monitoraggio della progressione del MA".

Il caso contro la serina

I risultati hanno implicazioni per gli integratori di serina, che sono pubblicizzati per migliorare la memoria e la funzione cognitiva. Il protagonista della fabbricazione di serina nel corpo è il PHGDH.

Alcuni ricercatori hanno ipotizzato che l'espressione del PHGDH sia ridotta nel MA e che l'aumento di assunzione di serina potrebbe aiutare il trattamento e la prevenzione. Sono già in corso studi clinici per testare i trattamenti di serina negli anziani con declino cognitivo.

Ma con i loro dati che mostrano costantemente una maggiore espressione di PHGDH nel MA, i ricercatori affermano che la produzione di serina può probabilmente già essere aumentata in questa malattia, contrariamente a quanto sostenuto da altri gruppi di ricerca.

"Chiunque cerchi la raccomandazione per la serina, o la prenda per mitigare i sintomi di MA, dovrebbe usare cautela", ha affermato il primo coautore Riccardo Calandrelli, ricercatore associato nel laboratorio di Zhong.

Durante esperimenti su modelli animali, i ricercatori dell'Università del Kansas hanno scoperto un possibile nuovo approccio per immunizzare dal morbo di Alzheimer (MA).

Il loro metodo utilizza una proteina ricca di metionina ricombinante (Met) derivata dal mais che è stata quindi ossidata in vitro per produrre l'antigene: proteina ricca di solfossido di metionina (MetO). Questo antigene, quando iniettato nel corpo, induce il sistema immunitario a produrre anticorpi contro il componente MetO dell'amiloide-beta (Aβ), una proteina tossica per le cellule cerebrali e segno distintivo del MA. I risultati sono stati appena pubblicati nella rivista peer-reviewed (a controllo dei pari) Antioxidants.

"Con l'età, abbiamo più stress ossidativo, e quindi Aβ e altre proteine ​​si accumulano e diventano ossidate e aggregate: queste proteine ​​sono resistenti al degrado o alla rimozione", ha affermato il ricercatore senior Jackob Moskovitz, professore associato di farmacologia e tossicologia alla KU. "In uno studio pubblicato nel 2011, ho iniettato a topi modello di MA una proteina simile ricca di solfossido di metionina e ho visto una riduzione del 30% circa del carico di placca amiloide nell'ippocampo, la regione principale in cui si verificano i danni del MA".

La proteina ricca di MetO usata da Moskovitz per la vaccinazione dei topi modello di MA è in grado di spingere il sistema immunitario a produrre anticorpi contro le proteine ​​che ospitano MetO, tra cui l'Aβ. L'introduzione della proteina ricca di MetO (antigene) basata sul mais richiede al sistema immunitario del corpo di produrre e distribuire gli anticorpi contro MetO a proteine contenenti M​etO precedentemente tollerate, e infine a ridurre i livelli di forme tossiche di Aβ e altre possibili proteine ​​nel cervello.

Nel nuovo studio, seguito del precedente, Moskovitz e i suoi coautori hanno iniettato la proteina ricca di MetO a topi modello di MA di 4 mesi che erano stati geneticamente modificati per sviluppare la forma familiare della malattia. I test successivi hanno mostrato che questo approccio ha provocato il sistema immunitario dei topi a produrre anticorpi che potrebbero alleviare la presenza di fenotipi di MA in età avanzata (topi di 10 mesi).

"Questo trattamento ha indotto la produzione di anticorpi anti-MetO nel plasma ematico che presenta un titolo significativo fino ad almeno 10 mesi di età", secondo gli autori.

Con una serie di test, i ricercatori della KU hanno valutato la memoria dei topi con l'iniezione e di topi simili che non avevano ricevuto il solfossido di metionina basato sul mais.

"Abbiamo misurato la capacità di memoria a breve termine con un labirinto 'Y', e questo è molto importante nel MA perché, quando le persone hanno la malattia, la loro memoria a breve termine svanisce, mentre i ricordi precedenti rimangono", ha detto Moskovitz. "Metti un topo in un labirinto a forma di 'Y' in modo che possa andare al braccio sinistro o destro. Ma poi introduci un terzo braccio nel mezzo e se riconosce quest'ultimo come nuovo, passerà più tempo ad esplorare quel nuovo braccio perché il topo è curioso. Se non si accorge nemmeno che c'è un terzo braccio, perché lo dimentica un minuto dopo averlo visto, trascorrerà più tempo a destra o a sinistra".

Secondo Moskovitz, si è verificato un miglioramento di circa il 50% nella memoria dei topi iniettati con la proteina ricca di solfossido di metionina (MetO) rispetto ai controlli. In un altro esperimento, i topi dovevano localizzare una piattaforma in un labirinto d'acqua.

"Abbiamo dato loro sei giorni per imparare, e persino quelli con MA alla fine imparano la posizione della piattaforma, ma abbiamo scoperto che dopo il secondo giorno c'era una grande differenza: i topi iniettati con l'antigene imparano molto più velocemente dei topi non immunizzati", ha detto Moskovitz. "Poi abbiamo rimosso la piattaforma per vedere se ricordavano dove era solo a memoria, non guardando. E di nuovo, abbiamo visto una grande differenza. I topi immunizzati con l'antigene ricordavano e trascorrevano più tempo nelle vicinanze della piattaforma dove erano stati addestrati, rispetto ai topi di controllo non immunizzati".

Oltre al miglioramento della memoria a breve termine, lo studio ha mostrato che i topi iniettati con antigene hanno mostrato capacità migliori di memoria a lungo termine, livelli ridotti di Aβ sia nel plasma ematico che nel cervello, nonché un "onere ridotto di Aβ e accumuli di MetO negli astrociti nelle regioni ippocampali e corticali; livelli ridotti di microglia attive; ed elevate capacità antiossidanti (attraverso una migliore localizzazione nucleare del fattore di trascrizione Nrf2) nelle stesse regioni cerebrali".

I ricercatori hanno scoperto che i dati raccolti nello studio probabilmente sono traslazionali, suggerendo che l'immunizzazione attiva "potrebbe dare la possibilità di ritardare o prevenire l'insorgenza del MA".

Moskovitz ha affermato che una tale immunizzazione potrebbe essere somministrata alle persone poiché il rischio di MA aumenta più tardi nella vita, "nel periodo in cui alle persone viene detto di andare a fare una colonscopia per la prima volta a 50 o 60 anni", ha detto. "Ulteriori iniezione di potenziamento potrebbero mantenere l'immunizzazione, un processo con cui le persone hanno così familiarità dai vaccini Covid".

Un'immunizzazione attiva rappresenterebbe un miglioramento rispetto agli attuali regimi di immunizzazione passiva perché l'antigene del solfossido di metionina stimola il sistema immunitario a produrre i propri anticorpi. Nell'immunizzazione passiva, gli anticorpi vengono iniettati direttamente nel corpo ma possono avere gravi effetti collaterali tossici (come l'encefalite cerebrale) nonché essere inclini al rifiuto nel tempo da parte del sistema immunitario come non-auto-anticorpi.

Moskovitz ha affermato che i prossimi passi in questa linea di ricerca sarebbero studi pre-clinici e clinici sull'uomo in collaborazione con aziende farmaceutiche interessate.