Scienziati delle Università di Cambridge e Leeds hanno invertito con successo la perdita di memoria legata all'età nei topi e dicono che la loro scoperta potrebbe portare allo sviluppo di trattamenti per prevenire la perdita di memoria nelle persone quando invecchiano.

In uno studio pubblicato su Molecular Psychiatry, il team mostra che i cambiamenti nella matrice extracellulare del cervello (le 'impalcature' intorno alle cellule nervose) portano alla perdita di memoria con l'invecchiamento, ma che è possibile invertire questi cambiamenti con trattamenti genetici.

Sono emerse di recente evidenze del ruolo delle reti perineuronali (PNN, perineuronal nets) nella neuroplasticità, la capacità del cervello di imparare e adattarsi, e nel produrre ricordi. I PNN sono strutture simili a cartilagini che circondano per lo più i neuroni inibitori nel cervello.

La loro funzione principale è controllare il livello di plasticità nel cervello. Appaiono intorno ai cinque anni negli esseri umani e chiudono il periodo di plasticità avanzata, durante il quale vengono ottimizzate le connessioni nel cervello. Quindi, la plasticità è parzialmente spenta, rendendo il cervello più efficiente ma meno plastico.

I PNN contengono composti noti come solfati di condroitina. Alcuni di questi, come il solfato condroitina 4, bloccano l'azione delle reti, inibendo la neuroplasticità; altri, come il solfato condroitina 6, promuovono la neuroplasticità. Mentre invecchiamo, cambia l'equilibrio di questi composti, e con il calo dei livelli solfato condroitina 6, cambia anche la nostra capacità di apprendere e formare nuovi ricordi, portando al calo della memoria legato all'età.

I ricercatori delle Università di Cambridge e di Leeds hanno cercato di capire se manipolare la composizione del solfato condroitina dei PNN potrebbe ripristinare la neuroplasticità e alleviare i deficit della memoria legati all'età. Per fare questo, la squadra ha esaminato topi di 20 mesi (considerati molto vecchi) e, usando una serie di test, ha dimostrato che i topi evidenziano deficit nella memoria rispetto ai topi di sei mesi.

Ad esempio, un test si proponeva di capire se i topi riconoscevano un oggetto. Il topo è stato posto all'inizio di un labirinto a forma di Y e lasciato ad esplorare due oggetti identici alla fine delle due braccia. Dopo un breve periodo, il topo era posto di nuovo nel labirinto, ma questa volta un braccio conteneva un nuovo oggetto, mentre l'altro conteneva una copia dell'oggetto precedente.

I ricercatori hanno misurato il tempo passato dal topo a esplorare ogni oggetto, per vedere se ricordava l'oggetto dal compito precedente. I topi più anziani avevano molta meno probabilità di ricordare l'oggetto. Il team ha trattato i topi invecchiati con un 'vettore virale', un virus capace di ricostituire la quantità di solfato condroitina 6 ai PNN, e ha scoperto che questo ha ripristinato completamente la memoria nei topi più anziani, a un livello simile a quello dei topi più giovani.

La coautrice senior dott.ssa Jessica Kwok, della Facoltà di Scienze Biomediche dell'Università di Leeds, ha dichiarato:

"Abbiamo visto risultati notevoli quando abbiamo trattato i topi invecchiati in questo modo. La memoria e la capacità di apprendere sono state ripristinate a livelli che [gli animali] non avevano più visto da quando erano molto più giovani".

Per esplorare il ruolo del solfato condroitina 6 nella perdita di memoria, i ricercatori hanno allevato dei topi che erano stati geneticamente manipolati per produrre solo bassi livelli del composto, per imitare i cambiamenti dell'invecchiamento. Anche a 11 settimane, questi topi mostravano segni di perdita prematura di memoria. Tuttavia, aumentare i livelli di solfato condroitina 6 con il vettore virale ha ripristinato la loro memoria e la plasticità a livelli simili ai topi sani.

Il coautore senior, prof. James Fawcett dell'Università di Cambridge, ha dichiarato:

"Ciò che è eccitante in questo è che, sebbene il nostro studio sia avvenuto solo nei topi, lo stesso meccanismo dovrebbe operare nell'uomo: le molecole e le strutture nel cervello umano sono uguali a quelle dei roditori. Ciò suggerisce che potrebbe essere possibile impedire agli umani di sviluppare la perdita di memoria in vecchiaia".

La squadra ha già identificato un farmaco potenziale, autorizzato per uso umano, che può essere preso per via orale e che inibisce la formazione di PNN. Quando questo composto è dato a topi e ratti, può ripristinare la memoria nell'invecchiamento e anche migliorare il recupero nella lesione del midollo spinale. I ricercatori stanno studiando se potrebbe aiutare a alleviare la perdita di memoria nei modelli animali del morbo di Alzheimer.

L'approccio adottato dalla squadra del professor Fawcett (uso di vettori virali per consegnare il trattamento) è sempre più utilizzato per trattare le condizioni neurologiche umane. Una seconda squadra dello stesso Centro ha pubblicato di recente una ricerca che mostra il loro uso per la riparazione dei danni causati dal glaucoma e dalla demenza.

È l'inizio preferito del giorno ma, anche se un caffè veloce può rianimarci, nuove ricerche dell'Università dell'Australia del Sud mostra che se è troppo potrebbe farci male, specialmente quando si tratta di salute del cervello. Nel più grande studio del suo genere, i ricercatori hanno scoperto che l'alto consumo di caffè è associato a volumi cerebrali più piccoli e a un aumento del rischio di demenza.

Lo studio, condotto alla UniSA e da un team di ricercatori internazionali, ha valutato gli effetti del caffè sul cervello tra 17.702 partecipanti della UK Biobank (37-73 anni), trovando che coloro che bevevano più di sei tazze di caffè al giorno avevano un aumento del 53% del rischio di demenza.

Kitty Pham, prima autrice e dottoranda della UniSA, afferma che la ricerca offre importanti approfondimenti per la salute pubblica:

"Il caffè è tra le bevande più popolari al mondo. Tuttavia con un consumo globale superiore a 9 miliardi di kg all'anno, è fondamentale comprendere le potenziali implicazioni sanitarie.

"Questa è l'indagine più ampia sulle connessioni tra caffè, misure del volume cerebrale, rischi della demenza e rischi di ictus; è anche lo studio più grande a prendere in considerazione i dati volumetrici del cervello e una vasta gamma di fattori confondenti.

"Tenendo conto di tutte le possibili permutazioni, abbiamo riscontrato costantemente che il consumo più alto di caffè si è associato significativamente a un volume ridotto del cervello. Essenzialmente, bere più di sei tazze di caffè al giorno potrebbe metterti a rischio di malattie cerebrali come demenza e ictus".

La demenza è una condizione cerebrale degenerativa che colpisce la memoria, il pensiero, il comportamento e la capacità di eseguire attività quotidiane. Circa 50 milioni di persone nel mondo hanno la diagnosi di questa sindrome. In Australia, la demenza è la seconda causa di morte, con circa 250 persone diagnosticate ogni giorno.

L'ictus è una condizione in cui è interrotta la fornitura di sangue al cervello, che determina mancanza di ossigeno, danni cerebrali e perdita di funzionalità. Globalmente, 1 adulto su 4 dopo i 25 anni avrà un ictus nella vita. I dati suggeriscono che 13,7 milioni di persone avranno un ictus quest'anno e 5,5 milioni moriranno di conseguenza.

La prof.ssa Elina Hyppönen, ricercatrice senior e direttrice dell'Australian Centre for Precision Health dell'UniSA, afferma che, anche se la notizia può essere un calice amaro per gli amanti del caffè, si tratta di trovare un equilibrio tra ciò che bevi e ciò che fa bene alla tua salute:

"Questa ricerca fornisce intuizioni vitali sul consumo pesante di caffè e sulla salute del cervello, ma come con molte cose nella vita, la moderazione è la chiave.

"Insieme ad altre prove genetiche e a un esperimento randomizzato e controllato, questi dati suggeriscono con forza che il consumo elevato di caffè può influire negativamente sulla salute del cervello. Anche se i meccanismi esatti non sono noti, una cosa semplice che possiamo fare è mantenerci idratati e ricordare di bere un po' d'acqua insieme a quella tazza di caffè.

"Il consumo giornaliero tipico di caffè è da una a due tazze standard di caffè. Naturalmente, mentre le misure dell'unità possono variare, un paio di tazze di caffè al giorno in genere vanno bene. Tuttavia, se stai trovando che il tuo consumo di caffè si sta dirigendo verso più di sei tazze al giorno, meglio pensarci due volte prima della prossima tazza".

Piccola e apparentemente specializzata, la regione del locus ceruleus (LC) nel cervello è stata stereotipata per la sua esportazione smisurata di norepinefrina (o noradrenalina), il neuromodulatore che suscita eccitazione. Un nuovo studio di un laboratorio di neuroscienze del MIT sta sostenendo che l'LC non è solo un pulsante di allarme, ma ha un impatto più sfumato e sfaccettato sull'apprendimento, sul comportamento e sulla salute mentale di quanto si credeva finora.

Con stimoli da oltre 100 regioni diverse del cervello e un sofisticato controllo di dove e quando inviare norepinefrina (NE), la minuscola popolazione di cellule sorprendentemente diverse dell'LC può rappresentare un importante regolatore dell'apprendimento dalla ricompensa e dalla punizione, e quindi applicare tale esperienza per ottimizzare il comportamento, ha detto Mriganka Sur, professore di neuroscienze nell'istituto Picower e nel Dipartimento di Scienze Cerebrali e Cognitive del MIT.

"Quello che finora era considerato un nucleo omogeneo che esercita un'influenza globale e uniforme sulle sue numerose regioni puntate, ora si suggerisce che può essere una popolazione eterogenea di cellule di rilascio di NE, con l'esibizione potenziale di una modularità sia spaziale che temporale che governa le sue funzioni", hanno scritto Sur, il postdottorato Vincent Breton-Provencher e la dottoranda Gabrielle Drummond in un articolo di revisione pubblicato il mese scorso su Frontiers in Neural Circuits.

L'articolo presenta abbondanti prove emergenti ottenute dal gruppo di Sur e da molti altri, che suggeriscono che l'LC può integrare input sensoriali e stati cognitivi interni dall'intero cervello per esercitare con precisione la sua influenza mediata dalla NE per influenzare le azioni (limitando la NE verso la corteccia motoria) e l'elaborazione della retroazione risultante di ricompensa o punizione (limitando la NE verso la corteccia prefrontale).

In questo studio hanno coinvolto topi nei compiti di apprendimento in cui ricevono indizi con toni e volumi variabili. Nel corso della formazione i topi imparavano che quando un tono era acuto, premendo una leva appariva una ricompensa e quando il tono era basso, la risposta corretta era non spingerla per non ricevere un soffio d'aria sgradevole. Variando il volume del tono, gli sperimentatori variavano la certezza che i topi potessero percepire di sentire correttamente l'indizio.

L'ipotesi (sostenuta dai dati preliminari) prevede che la NE conti in più modi cruciali, ha detto Sur. Quando il topo sente il tono dell'indizio, se il tono è basso, l'LC invia meno NE attraverso un gruppo di neuroni alla corteccia motoria, riflettendo la convinzione dell'animale che la leva non deve essere spinta perché nessuna ricompensa sarà imminente. Nel frattempo più è basso il volume, meno certezza ha l'animale nella sua decisione. Viceversa, un alto tono di volume elevato fa inviare più NE, riflettendo la certezza dell'animale che spingere la leva produce una ricompensa.

Dopo che il topo ha agito, più è sorprendente la retroazione, più produce NE e la invia tramite un gruppo distinto [di neuroni] alla corteccia prefrontale, stimolando un maggiore apprendimento. Quindi, per esempio, se il topo sente un tono alto ma debole, e preme cautamente la leva, la sorpresa di una ricompensa risultante stimolerà una forte produzione di NE per istruire la corteccia prefrontale del motivo per cui le sue aspettative non erano molto alte. Ogni volta che un topo indovina male e sente un soffio d'aria, stimolerà il rilascio più forte di NE alla corteccia prefrontale. Dopo tale dinamica, il team di Sur ha osservato cambiamenti coerenti di prestazioni sull'esperimento successivo.

"In questo modo la norepinefrina può essere pensata come un segnale di eccitazione, ma è anche un segnale significativo di apprendimento nel contesto della funzione continua", ha detto Sur. "È sia un segnale di esecuzione che un segnale di apprendimento, perché per entrambi possiamo descrivere le relazioni quantitative reali".

Non solo la squadra misura l'attività dei neuroni LC-NE, li osserva anche con l'optogenetica (in cui i neuroni possono essere controllati con la luce), in modo da poter silenziare o amplificare l'uscita LC-NE per mostrare come ognuna delle manovre influenza l'azione e l'apprendimento.

Comprendere la vera natura del funzionamento del LC potrebbe essere utile per migliorare i trattamenti per determinati disturbi, ha detto Sur. Un potenziale trattamento per il PTSD (Post Traumatic Stress Disorder, disordine da stress post-traumatico), ad esempio, comporta smorzare la ricettività della NE, ma ciò promuove anche sonnolenza. Un trattamento di principi più sani e preciso potrebbe migliorare l'efficacia e ridurre gli effetti collaterali, ha affermato.

"La speranza è toccare l'ansia ma non renderti assonnato, se comprendiamo gli obiettivi e la teoria che stanno dietro", ha detto Sur. "Questa è la speranza della scienza di base per il trattamento dei disturbi: rendere le cose sempre più specifiche, definire i circuiti e la specificità delle funzioni in cui è coinvolto un sistema".

In più, il LC è una regione colpita presto dall'Alzheimer, ha detto. Affrontare tale perdita nel modo giusto potrebbe aiutare a sostenere forme di apprendimento e cognizione.

Uno studio dell’IRCCS Santa Lucia di Roma, insieme all’Università Campus Bio-Medico di Roma e all’Università di Torino, ha verificato il legame tra l’Alzheimer e le compromissioni dei circuiti dopaminergici in pazienti con disturbo cognitivo lieve, scoprendo una finestra di intervento di due anni prima che la malattia si manifesti.

Il morbo di Alzheimer (MA) è la prima causa di demenza nella popolazione italiana e oltre 600.000 persone convivono con questa condizione. Attualmente le poche terapie approvate per contrastarne l’evoluzione sembrano essere efficaci solo nelle primissime fasi, per questo la ricerca in neuroscienze riveste un ruolo centrale nell’individuazione dei meccanismi patologici sottostanti.

Da questa premessa è partito lo studio, pubblicato sul Journal of Alzheimer’s Disease, della dott.ssa Laura Serra, del Laboratorio di Neuroimmagini del Santa Lucia IRCCS di Roma, del prof. Marcello D’Amelio, responsabile del laboratorio di Neuroscienze Molecolari del Santa Lucia IRCCS e professore ordinario di Fisiologia Umana dell’Università Campus Bio-Medico, del Prof. Marco Bozzali, professore associato di Neurologia dell’Università di Torino e della prof.ssa Mara Cercignani dell’Università di Cardiff.

Lo stesso team, all’interno della Piattaforma integrata di ricerca tra IRCCS Santa Lucia e Università Campus Bio-Medico, coordinata dal prof. D’Amelio, aveva individuato nel 2017 nell’area tegmentale ventrale (VTA), legata alla produzione di dopamina, uno dei primi eventi nel corso di sviluppo di malattia, mediante l’utilizzo di modelli sperimentali.

“La VTA”, spiega il prof. D’Amelio, “è rappresentata da un’area molto piccola, che conta circa 600-700mila neuroni, piccolo numero rispetto agli oltre 80 miliardi di neuroni che compongono il cervello umano. Il nostro studio si è focalizzato sulle connessioni che si stabiliscono tra la VTA e il resto del cervello e come queste, a causa di un danno nella VTA, si modificano nel corso di malattia. Il risultato, frutto di anni di ricerca, è stata la sorprendente capacità che lesioni della VTA hanno nel predire lo sviluppo del MA e l’obiettivo di quest’ultimo lavoro è stato di comprendere la finestra temporale che un’analisi della VTA è in grado di offrire prima che si sviluppino i sintomi della malattia”.

“Il progetto dell'esperimento”, prosegue la dott.ssa Serra, “ha previsto l’utilizzo di neuroscansioni funzionali e test neuropsicologici, due tecniche indolori e non invasive con cui abbiamo analizzato l’attività della VTA in 35 pazienti con lieve deterioramento cognitivo, un fattore di rischio importante per lo sviluppo del MA e di altre forme di demenza. Abbiamo quindi monitorato per 24 mesi l’evolvere della condizione dei pazienti, riscontrando che, nell’arco dei primi due anni di osservazione, in 16 dei 35 pazienti il lieve deterioramento cognitivo si è convertito in MA, e questa conversione è stata anticipata da una significativa riduzione della connettività della VTA verso zone cerebrali critiche per i sintomi della malattia. Nei pazienti che non hanno sviluppato la malattia, invece, la VTA ha mantenuto inalterata la sua funzione”.

Analizzando i risultati, i ricercatori sono riusciti a confermare che la riduzione delle connessioni della VTA anticipa di circa due anni i danni ad altre aree del cervello e la comparsa dei primi sintomi clinici, una finestra temporale all’interno della quale è possibile usare farmaci volti a contrastare l’evolvere della malattia.

“La persona che si accorge di manifestare i primi sintomi di un disturbo cognitivo”, suggerisce il prof. Carlo Caltagirone, neurologo, direttore scientifico del Santa Lucia IRCCS e coautore dello studio, “ha oggi molti strumenti per prendersi cura della propria salute. Nel MA, secondo le evidenze scientifiche oggi disponibili, la scarsa efficacia dei farmaci sembra essere dovuta ad un uso eccessivamente tardivo delle terapie che non riescono ad interrompere la degenerazione in aree già compromesse o a migliorare il quadro clinico. Per questo è importante la prevenzione e la diagnosi precoce, in modo tale da poter affrontare la malattia con tutte le armi che mette a disposizione la ricerca nelle neuroscienze”.

Questo studio ha infine confermato la maggiore specificità di questa metodica nel diagnosticare con accuratezza il MA distinguendolo da altre forme di demenza. Infatti, i pazienti con atrofia dell’ippocampo, area del cervello deputata alla memoria, ma senza una riduzione dell’attività della VTA, non hanno sviluppato il MA, confermando i precedenti studi che riscontravano nella sinergica presenza di atrofia cerebrale e disconnessione della VTA gli eventi legati alla presentazione precoce dei sintomi clinici della malattia.

Il popolare scrittore Michael Pollan ha recentemente raccomandato di rinunciare al caffè. La sua principale preoccupazione è per i suoi effetti sul sonno. Il sig. Pollan è un narratore dotato e, tuttavia, potrebbe non avere pienamente considerato l'intera storia sul caffè.

Tutti hanno familiarità con il fatto che la caffeina nel caffè, tè o altra bibita, ritarda l'inizio del sonno e ne rompe gli schemi normali. Tuttavia, questo aspetto negativo non supera i molti vantaggi del caffè. Il mio suggerimento è che dovresti continuare a consumare caffè ogni giorno; tuttavia, il caffè non dovrebbe essere bevuto entro le 6-8 ore prima di andare a letto.

La maggior parte delle droghe, incluso il caffè, ha conseguenze non intenzionali sulla salute, sia positive che negative. Ecco una serie di studi pubblicati di recente che ti faranno desiderare di conservare l'abitudine di bere caffè.

I vantaggi del caffè

Come tutte le droghe presenti in natura, il caffè è una miscela complessa di composti biologicamente attivi. Per molti di loro sono già state scoperte proprietà favorevoli alla salute, in particolare per i sistemi nervosi cardiovascolari e centrali. Il caffè ha molti effetti positivi anche sul tratto digestivo, tipo i suoi popolari effetti pro-motilità sugli strati muscolari esterni dell'intestino.

Il caffè contiene anche sostanze chimiche che sono antiossidanti, antinfiammatorie e antiproliferative in termini di capacità di prevenire determinati tumori del cervello. Diamo un'occhiata alla recente letteratura sul caffè.

• Uno studio sulla popolazione giapponese ha valutato una coorte di 106.324 soggetti (50.438 uomini e 55.886 donne) dal 1990 al 2013. Gli autori hanno riferito un'associazione significativa tra l'aumento del consumo di caffè e la riduzione del rischio di tumore del cervello. In particolare, il rischio di gliomi tendeva a diminuire con un maggiore consumo di caffè (maggiore di 3 tazze al giorno).
  
  
• Numerosi studi durante gli ultimi quarant'anni hanno riferito una simile protezione dipendente dalla dose del caffè. Ad esempio, anche l'incidenza del Parkinson diminuisce con l'aumento del caffè fino a 5 tazze al giorno.
  
  
• Un altro studio recente ha esaminato con la risonanza magnetica l'effetto del caffè sui cambiamenti nel cervello che sono associati alla demenza e a una prestazione cognitiva compromessa. Un gruppo di 2.914 partecipanti (età media: 59,3 anni, 55% donne), è stato valutato per il consumo di caffè e la funzione cognitiva generale e poi ha avuto una risonanza magnetica del cervello. Dopo cinque anni di consumo di caffè, la valutazione cognitiva è stata ripetuta. Questo studio ha scoperto che un maggiore consumo di caffè era associato a una prevalenza più bassa di piccoli infarti cerebrali collegati a ictus ischemici. In più, quei soggetti che bevevano più caffè al giorno hanno mostrato le migliori prestazioni sui test Letter Digit Substitution Task, Word Fluency e Stroop interference. È interessante notare che le prestazioni della memoria recente non miglioravano.
  
  
• Uno studio correlato ha esaminato l'effetto dell'ingestione cronica di caffè sul comportamento cognitivo e sui cambiamenti nei vari sistemi antiossidanti nel cervello. Il caffè, o la caffeina da sola, hanno migliorato la memoria a lungo termine, ridotto la perossidazione lipidica delle membrane cerebrali, e aumentato la concentrazione del glutatione antiossidante nella sua forma ridotta. Pertanto, oltre a migliorare la funzione cognitiva, il consumo cronico di caffè migliora i sistemi antiossidanti endogeni nel cervello. Gli autori hanno ipotizzato che l'ingestione cronica di caffè può aiutare a prevenire il calo associato all'età della funzione cognitiva.
  
  
• Il caffè produce anche benefici immediati sulle prestazioni cognitive. Uno studio recente ha riferito che la caffeina (del caffè o di un'altra bevanda contenente caffeina) migliora le prestazioni in una grande varietà di compiti cognitivi. Gli autori hanno dato il caffè e la caffeina attraverso due richiami dietetici su 24 ore. Lo studio ha esaminato 2.513 persone che avevano 60 anni o più. I risultati sono stati confrontati con persone che non avevano bevuto caffè o caffeina in qualsiasi forma. Il caffè ha migliorato le prestazioni sui test di fluidità verbale, di denominazione di Boston a 15-elementi, sul Mini-Mental State Examination standard eseguito in genere ai pazienti con Alzheimer, sul test di Apprendimento di una Lista di Parole di 10 elementi e sul test di Richiamo e Riconoscimento standard.
  
  
• Ci sono sempre più prove che il caffè può ridurre il rischio di diabete di tipo 2, un fattore di rischio noto per l'Alzheimer e altre malattie neurologiche. Ne consegue, quindi il caffè può ridurre il rischio di Alzheimer e di demenze correlate. Il problema, tuttavia, è che la caffeina del caffè produce effetti collaterali cardiovascolari che limitano la sua utilità per gli anziani.
  
  
• Uno studio recente ha riferito che le bevande del caffè decaffeinato attenuano significativamente lo sviluppo di deficit indotti dalla dieta ad alto contenuto di grassi nella risposta alla tolleranza al glucosio, migliorano il metabolismo energetico mitocondriale del cervello, e influenzano realmente in modo positivo una serie di geni nel cervello che hanno un ruolo nel metabolismo dell'energia cellulare.

Nel complesso, ci sono numerosi benefici del caffè sulla salute che superano di gran lunga qualsiasi effetto negativo. Se il caffè interferisce con il tuo sonno, non berlo a partire dal tardo pomeriggio. L'emivita della caffeina è solo di cinque ore. Pertanto, entro due emivite (circa dieci ore dopo) non c'è più abbastanza caffeina nel sangue da influenzare la funzione del cervello.

Gli scrittori di scienza spesso fanno girare buone storie, ma troppo spesso confondono la scienza. Non c'è semplicemente una buona ragione per rinunciare al tuo caffè.

Il morbo di Alzheimer (MA) e le malattie correlate possono tuttora essere confermate nel cervello solo dopo la morte dei pazienti tramite autopsia. Tuttavia, lo sviluppo di biomarcatori può dare ai pazienti e alle loro famiglie risposte durante la vita: il MA può essere accuratamente rilevato tramite peptidi e proteine ​​nei fluidi cerebrospinali (CSF) del paziente, raccolti con una puntura lombare ed esaminati mentre il paziente è in vita.

Nel 2018, un nuovo metodo ha suggerito di combinare tre biomarcatori del MA nel CSF: placche amiloidi patologiche (A), grovigli di proteina tau (T) e neurodegenerazione (N), chiamandoli collettivamente ATN. Secondo una ricerca eseguita di recente all'Università della Pennsylvania, il quadro ATN può essere esteso per rilevare un'altra condizione neurodegenerativa: la degenerazione frontotemporale.

I pazienti con degenerazione frontotemporale possono sperimentare una serie di sintomi, che comprendono cambiamenti comportamentali, disfunzione esecutiva e deterioramenti del linguaggio.

Distinguere la degenerazione frontotemporale dal MA può essere una sfida per i medici: i sintomi della degenerazione frontotemporale possono talvolta sovrapporsi al MA e un sottoinsieme di pazienti può persino avere entrambe le patologie. I biomarcatori possono riempire il divario fornendo l'evidenza che la patologia di MA è alla base dei sintomi di un paziente.

La prima autrice Katheryn A.Q. Cousins PhD, associata di ricerca nel centro Degenerazione Frontotemporale del Dipartimento di Neurologia della Penn, ha detto:

"I biomarcatori del CSF funzionano in modo simile a un test di gravidanza, offrendo un semplice risultato positivo o negativo quando viene rilevato un contenuto sufficiente di una sostanza. Ma come un test di gravidanza, i biomarcatori per il MA possono fornire falsi negativi o positivi.

"Il MA è una malattia eterogenea, ed è comune ad altre condizioni anch'esse presenti nel cervello. Il quadro ATN può fornire un aspetto più completo per la diagnosi di una persona e farci capire molto di più non solo il MA, ma anche altre condizioni neurodegenerative compresenti. Tuttavia, per realizzare questo, è cruciale avere biomarcatori aggiuntivi in ​​grado di rilevare altre condizioni neurodegenerative".

I risultati dello studio, pubblicati su Alzheimer's and Dementia, mostrano che incorporando il neurofilamento a catena leggera (NfL) nell'ATN si può fare una diagnosi più accurata e precisa per i pazienti con degenerazione frontotemporale. Il NfL è una proteina abbondante nel cervello, con livelli che aumentano mentre la degenerazione progredisce.

Il lavoro della Cousins mostra che l'NfL nel CSF può essere un indicatore più accurato della neurodegenerazione per i pazienti con degenerazione frontotemporale, compreso il MA:

"Anche se il quadro ATN è molto entusiasmante e offre molte opportunità per i pazienti con MA, questi biomarcatori non catturano ogni caso della malattia. Vogliamo riuscire a rilevare e trattare ogni paziente con la malattia neurodegenerativa il più presto possibile ed è necessaria più ricerca per capire appieno come si comportano i biofluidi nel processo della malattia.

"Non vedo l'ora di condurre ulteriori ricerche con cui individuare pazienti che potrebbero essere stati persi da questi marcatori, cosa hanno in comune, e cosa provoca le differenze patologiche e cliniche nella malattia".

L'agenzia statale russa di notizie Ria Novosti riferisce che scienziati della Ural Federal University (UrFU) hanno sintetizzato dei composti chimici in grado di fermare la degenerazione dei neuroni nell'Alzheimer, nel Parkinson e in altre gravi patologie cerebrali.

Gli scienziati hanno ottenuto sostanze che possono fornire una svolta nel trattamento delle patologie neurodegenerative. Le nuove molecole della serie indolyl e pyrrolilazin attivano meccanismi intracellulari che combattono una delle principali cause delle malattie cerebrali correlate all'età: l'eccesso di cosiddette strutture amiloidi, che si accumulano nel cervello umano con l'età.

Lo studio è stato pubblicato nell'European Journal of Medicinal Chemistry. Irina Utepova, prof.ssa del Dipartimento di Chimica Organica e Biomolecolare della UrFU, ha detto:

"I nostri composti attivano la sintesi di particolari proteine ​​di shock termico e causano il loro accumulo nella cellula. Le proteine ​​di questo tipo consentono di proteggere il tessuto neuronale da un eccesso di amiloidi tossici e di proteggere le cellule da vari tipi di stress, compreso lo stress proteotossico, caratteristico delle malattie neurodegenerative".

I vantaggi dell'indolil e del pyrrolilazin sono la loro tecnologia di sintesi vantaggiosa e la bassa tossicità. I composti sono stati testati su modelli cellulari dell'Alzheimer e su danni secondari dopo lesioni cerebrali. In entrambi i casi, le nuove sostanze hanno dimostrato un effetto terapeutico significativo, aumentando la sopravvivenza delle cellule neuronali.

Il composto più efficace è stato testato sui tessuti viventi di ratti con lesioni secondarie dopo ferite cranio-cerebrali. Secondo gli scienziati, l'uso del pyrrolilazin nella terapia riabilitativa ha permesso agli animali di evitare la comparsa di disturbi motori e la degenerazione dei neuroni dell'ippocampo.

Il team scientifico continua a studiare il meccanismo d'azione dei nuovi composti e si sta preparando per gli esperimenti preclinici.

La rete di mitocondri corre come un filo attraverso l'intera cellula (verde e rosso con proteine fluorescenti). Il nucleo della cellula è in blu. (Fonte: Pablo Sánchez-Martín / Università di Friburgo)

Gli errori nei processi metabolici dei mitocondri sono responsabili di varie malattie come il morbo di Alzheimer (MA) e di Parkinson, ma gli scienziati avevano bisogno di scoprire come i blocchi di costruzione necessari vengono importati nel complesso apparato biochimico di queste aree cellulari.

Il complesso TOM (translocase of the outer mitochondrial membrane, traslocasi della membrana mitocondriale esterna) è considerata la porta del mitocondrio, la proverbiale centrale energetica della cella. Il gruppo di lavoro guidato dal prof. Chris Meisinger dell'Istituto di Biochimica e Biologia Molecolare all'Università di Friburgo, ha ora dimostrato - in cellule umane - come le molecole di segnalazione controllano questo cancello.

Una proteina di segnalazione chiamata DYRK1A modifica il macchinario molecolare del TOM e lo rende più permeabile agli enzimi importanti per il metabolismo cellulare. Il gruppo ha quindi scoperto la prima proteina di segnalazione che influenza direttamente questo processo di importazione negli esseri umani. Il loro lavoro è stato pubblicato su Nature Communications.

Disturbi dello sviluppo in una nuova luce

Nei disturbi del neurosviluppo come l'autismo, la microcefalia e la sindrome di Down, la DYRK1A è difettosa. "La connessione con i mitocondri è nuova. Questi risultati ci permettono di comprendere meglio questi disturbi e sviluppare strategie di trattamento", afferma il dott. Adinarayana Marada, del gruppo di Meisinger.

"Per molto tempo, i ricercatori hanno pensato che il complesso TOM fosse una struttura rigida nella membrana mitocondriale, le cui porte erano sempre aperte", spiega Meisinger, il cui team ha recentemente dimostrato meccanismi di segnalazione nel lievito per panificazione che alterano le subunità del complesso TOM a seconda dello stato metabolico della cellula, o in risposta a uno stress improvviso.

In questo modo, la cellula può controllare specificamente l'afflusso di proteine ​​precursori per la costruzione di elementi del metabolismo, e può adattare la funzione dei mitocondri a uno stato cellulare alterato. Non si sapeva ancora se tali meccanismi esistono anche nell'uomo.

La DYRK1A agisce sul complesso TOM

I primi autori dello studio, il dott. Corvin Walter e il dott. Adinarayana Marada del gruppo di ricerca di Meisinger, hanno sviluppato un approccio sistematico per rintracciare meccanismi di segnalazione come quelli innescati dalle chinasi proteiche, negli esseri umani.

Per diversi anni, hanno testato i candidati usando cellule biologiche e metodi bioinformatici e hanno trovato quello che stavano cercando: la DYRK1A, una di tali proteine chinasi, agisce sul complesso TOM. "Con questo, abbiamo trovato realmente l'ago nel pagliaio", dice Walter.

Uno dei test chiede al paziente di narrare una storia, come quella di Cenerentola, un compito complesso, che richiede loro di integrare una serie di caratteri ed eventi in una linea del tempo che possono ricordare.

Un nuovo studio, eseguito da ricercatori della St George's University of London, ha identificato i punti di forza e le limitazioni dei compiti diversi usati per rilevare i primi segnali del morbo di Alzheimer (MA) attraverso l'analisi vocale e l'apprendimento automatico.

Pubblicato su Frontiers in Computer Science, lo studio dimostra che anche se l'apprendimento automatico può essere usato per valutare i segnali della malattia negli schemi di parlato, l'attività specifica assegnata alla persona testata ha un ruolo fondamentale nella precisione del test.

La ricerca precedente del gruppo aveva dimostrato che il MA colpisce il linguaggio molto presto nella malattia e, pertanto, per rilevarlo in una fase precoce si possono usare le valutazioni linguistiche. Prima è rilevato, prima si possono considerare gli interventi che aiutano il paziente.

Questo ultimo studio aggiunge altre prove, cercando di valutare le misure e le attività che possono essere usate per testare il MA. Registrando l'audio durante le attività svolte dai partecipanti, il team di ricerca ha poi impiegato un programma di apprendimento automatico, sviluppato alla St George's, per valutare i segni di malattia.

I compiti impiegati nello studio rappresentano una gamma di metodi usati negli scenari sanitari. Uno degli approcci più comuni utilizzati dai medici è chiedere ai pazienti di descrivere una scena nota come 'cookie theft' (furto di biscotti). Altri approcci includono chiedere al paziente di narrare una storia appresa, tipo le fiabe famose come Cenerentola, un compito complesso che chiede loro di integrare una serie di caratteri ed eventi in una linea del tempo che possono ricordare.

In questo studio, per rilevare i segni del MA attraverso l'analisi vocale, i ricercatori hanno usato le valutazioni di cui sopra, nonché il richiamo procedurale (raccontare come preparare una tazza di tè), rinarrare il racconto di un romanzo (descrivendo la storia da immagini presentate in un libro per bambini senza parole) e il parlato in una conversazione (dare istruzioni a un'altra persona, descrivere un percorso attraverso punti di riferimento su una mappa).

Dopo aver valutato i risultati di 50 partecipanti all'esperimento (25 con MA lieve o lieve deterioramento cognitivo e 25 controlli sani), il team ha scoperto che la narrazione di una storia ultra-nota, come quella di Cenerentola, ha dato i risultati più accurati.

Il sistema di apprendimento della macchina usato è stato in grado di identificare se un partecipante aveva il MA o il lieve detrioramento cognitivo con una precisione del 78%, e il compito 'cookie theft' più indietro con il 76%, risultati paragonabili agli altri test esistenti per la malattia. Le altre attività valutate hanno fornito accuratezze comprese tra il 62% (ri-narrazione del racconto di un romanzo) e il 74% (richiamo procedurale).

"I nostri risultati mostrano che alterando i compiti usati per valutare il MA, abbiamo il potenziale di rilevare la malattia con una maggiore precisione attraverso l'analisi vocale", afferma Natasha Clarke, prima autrice dello studio e dottoranda alla St George's.

Notando che sono necessari studi più grandi per migliorare ulteriormente la comprensione di queste valutazioni, la Clarke aggiunge:

"A lungo termine, speriamo che questa tecnologia possa essere usata da remoto, per esempio attraverso una app per smartphone, riducendo l'ansia attorno al test della malattia. Se possiamo rendere più facile il test, è sperabile che si possa identificare prima la malattia e iniziare a trattare prima la persona".

Dopo i risultati di questo studio, il team sta ora cercando di seguire i partecipanti allo studio per un anno ancora, per valutare i cambiamenti nel tempo e ottenere ulteriori informazioni sulla progressione della malattia.

Nel nuovo studio, i pazienti hanno eseguito diversi compiti nella realtà virtuale per aiutare gli scienziati a capire come il cervello forma una mappa del mondo. Fonte: Lukas Kunz

Un tipo di cellula del cervello umano finora sconosciuto sembra aiutare le persone a mettersi al centro delle mappe personali del mondo, secondo un nuovo studio di neuroscienziati della Columbia University. Questa scoperta fa luce sui meccanismi cellulari alla base della navigazione e della memoria nell'uomo, così come sulle parti del cervello che potrebbero essere interrotte durante i tipi comuni di deterioramento delle malattie neurodegenerative come l'Alzheimer.

Ci sono due strategie con cui gli umani e gli animali si muovono e si orientano. Uno comporta la localizzazione di luoghi, distanze e indicazioni in fotogrammi di riferimento 'allocentrici' o centrati in altro modo, radicati nel mondo esterno. L'altra strategia comporta fotogrammi di riferimento 'egocentrici', che sono centrati su di sé.

Ogni volta che usi un'app per cellulare per trovare il percorso, probabilmente impiegherai entrambi questi modi di navigazione. Quando scrivi per la prima volta un indirizzo, ti mostrerà normalmente l'indirizzo su una mappa da una prospettiva allocentrica, con 'nord' in cima e 'sud' in basso. Quando vai alla vista del percorso, passerà a una prospettiva egocentrica in cui 'avanti' è in alto e 'indietro' è in basso.

Gli scienziati hanno scoperto per la prima volta le cellule cerebrali collegate ai fotogrammi allocentrici di riferimento nei ratti nel 1971 ('cellule di posizione') che possono, per esempio, indicare che ti trovi nell'angolo nord-orientale di un'area. Altri tipi di cellule spaziali allocentriche includono le cellule di orientamento che possono attivarsi ogni volta che stai navigando verso sud o le cellule di confine che possono rispondere quando un confine si trova a ovest.

Nell'ultimo decennio, i ricercatori hanno iniziato a studiare come il cervello di ratto mappa i fotogrammi di riferimento egocentrici. Due anni fa, gli scienziati del Dartmouth College di Hannover/New Hampshire, hanno identificato una regione del cervello dei ratti chiamata 'corteccia postrinale' in cui le cellule sintonizzate egocentricamente sono abbondanti. Tuttavia, non si sapeva ancora quali cellule cerebrali costituiscono la base di mappe spaziali egocentriche negli esseri umani.

"Nell'uomo solo raramente é possibile registrare direttamente l'attività dei singoli neuroni dal cervello, per ragioni etiche", ha dichiarato Lukas Kunz, postdottorato del Dipartimento di Ingegneria Biomedica della Columbia University. "Ci sono tecniche come fMRI o EEG, che ci permettono di misurare indirettamente l'attività neurale nel cervello umano sano, ma questa attività neurale riflette l'attività della somma di milioni di neuroni, non consentendo conclusioni dirette sui principi di lavoro dei singoli neuroni".

Nel nuovo studio, neuroscienziati statunitensi e tedeschi hanno studiato 15 pazienti con epilessia al Centro Medico dell'Università del Friburgo in Germania. A questi volontari erano stati impiantati degli elettrodi per aiutare i medici a monitorare il loro disturbo.

I ricercatori hanno chiesto ai volontari di eseguire attività al computer per esaminare la loro capacità di navigare negli ambienti virtuali e ricordare dove si trovano molti oggetti diversi. Allo stesso tempo, gli scienziati hanno registrato l'attività di oltre 1.400 neuroni singoli in più regioni cerebrali su tutti i partecipanti.

Gli scienziati hanno identificato più di 160 neuroni che si sono comportati come cellule spaziali egocentriche, attivandosi quando parti specifiche dell'ambiente virtuale erano davanti, dietro, a sinistra o a destra del paziente, o quando i punti nello spazio erano vicini o molto lontani dai pazienti. "Ora siamo i primi a riferire tipi di cellule spaziali egocentriche negli esseri umani", ha detto Kunz.

Gli scienziati hanno pubblicato il loro studio su Neuron il 14 luglio 2021. Queste 'cellule egocentriche' probabilmente codificano informazioni spaziali su una mappa mentale centrata su ogni persona. "Questo presumibilmente è importante per la vita di tutti i giorni, quando gli umani cercano di orientarsi nel loro ambiente e quando navigano lungo percorsi", ha detto Joshua Jacobs, professore associato di ingegneria biomedicale alla Columbia e autore senior dello studio.

Queste cellule egocentriche erano particolarmente ampie nella corteccia paraippocampale, una regione situata nel profondo del cervello che il lavoro precedente aveva suggerito essere l'equivalente umano della corteccia postrinale del topo. Le cellule egocentriche comprendono circa il 25% di tutti i neuroni nella corteccia paraippocampale. "Gli studi precedenti avevano dimostrato che i pazienti con danni a questa regione del cervello sono disorientati, presumibilmente perché le loro cellule egocentriche sono state colpite", ha detto Kunz.

I ricercatori hanno anche trovato che queste cellule egocentriche mostrano un aumento di attività quando i pazienti usano la memoria per richiamare con successo le posizioni degli oggetti che avevano trovato nell'ambiente virtuale.
"Questo suggerisce che queste cellule non sono solo rilevanti per la navigazione, ma hanno anche un ruolo nel ricordare correttamente esperienze passate", ha detto Kunz. "I ricordi consistono in più elementi diversi, come l'evento specifico, il luogo e il tempo in cui è successo. Riteniamo che ci siano diversi sistemi neurali per i diversi componenti di questi ricordi. Le cellule egocentriche sono presumibilmente coinvolte nel trattamento delle informazioni spaziali dei ricordi".

Questi risultati possono chiarire cosa potrebbe andare storto nelle persone con deficit di memoria, compresi i pazienti con malattie neurodegenerative come l'Alzheimer. "Le loro cellule egocentriche non funzionano correttamente, o potrebbero essere state distrutte per qualche motivo, come un ictus, un tumore cerebrale o una demenza", ha detto Jacobs.

Però queste nuove scoperte non rispondono alla domanda di come si potrebbero affrontare tali deterioramenti di memoria. "C'è ancora molta ricerca da fare prima che il deterioramento della memoria possa essere trattato con successo", ha avvertito Kunz.

In futuro, i ricercatori vogliono capire esattamente perché qualsiasi cellula egocentrica si sintonizza su qualsiasi punto nello spazio su cui si concentra. Attualmente, Kunz e i suoi colleghi assumono che si combinano diversi spunti spaziali diversi, come oggetti, confini spaziali e riferimenti fisici, per influenzare la posizione di questi punti di riferimento.

Gli scienziati possono esaminare l'influenza di questi indizi sulla posizione di questi punti di riferimento rimuovendo questi indizi dall'ambiente durante gli esperimenti.

"Un'altra domanda importante è il modo in cui le cellule egocentriche interagiscono con i tipi di cellule spaziali allocentriche", ha detto Kunz. "Attualmente ipotizziamo che le cellule egocentriche forniscono segnali essenziali ai tipi di cellule spaziali allocentriche. Nel comprenderlo, gli studi futuri potrebbero spiegare come la sintonizzazione dei tipi di cellule spaziali allocentriche è influenzata dal funzionamento delle cellule egocentriche".

IL genoma di una persona è composto da blocchi di geni con diverse ascendenze (in evidenza quelli di italiani). Fonte: Dodecad Ancestry Project

Fin dal momento in cui è stato inizialmente mappato il genoma umano, gli scienziati hanno scoperto centinaia di geni che influenzano malattie come il cancro al seno, le malattie cardiache e il morbo di Alzheimer (MA). Sfortunatamente, i neri, gli indigeni e altre persone di colore sono sotto-rappresentate nella maggior parte degli studi genetici. Ciò ha comportato una comprensione distorta e incompleta della genetica di molte malattie.

Siamo due ricercatrici che lavorano per trovare i geni che influenzano il rischio di varie malattie. Il nostro team ha recentemente trovato una regione genetica che sembra proteggere dal MA. Per fare ciò, abbiamo usato un metodo chiamato 'mappatura di mescolanza' (admixture mapping) che usa i dati di persone con antenati misti per trovare le cause genetiche delle malattie.

Studi di associazione dell'intero genoma

Nel 2005, dei ricercatori hanno usato per la prima volta un metodo rivoluzionario chiamato 'studio di associazione sull'intero genoma' (GWAS, genome–wide association study). Tali studi vagliano enormi serie di dati di genomi e di storie mediche per vedere se le persone con certe malattie tendono a condividere la stessa versione del DNA - chiamata marcatore genetico - in punti specifici.

Usando questo approccio, i ricercatori hanno identificato molti geni coinvolti nel MA. Ma questo metodo può trovare marcatori genetici solo per le malattie che sono comuni nei genomi dei partecipanti allo studio. Se, ad esempio, il 90% dei partecipanti nello studio del MA ha un antenato europeo e il 10% ha antenati asiatici, un GWAS probabilmente non rileverà rischi genetici per il MA che sono presenti solo negli individui con antenati asiatici.

La genetica di tutte le persone riflette il luogo da dove provenivano i loro antenati. Ma l'origine si manifesta sia come variazioni genetiche che come esperienze sociali e culturali. Tutti questi fattori possono influenzare il rischio di determinate malattie, e questo può creare problemi. Quando in vari gruppi razziali appaiono disparità create socialmente nella prevalenza delle malattie, i marcatori genetici dell'ascendenza possono essere scambiati per marcatori genetici della malattia.

Gli afroamericani, ad esempio, hanno una probabilità quasi doppia degli americani bianchi di sviluppare il MA. La ricerca mostra che gran parte della presente disparità è probabilmente dovuta al razzismo strutturale che causa differenze di nutrizione, stato socioeconomico e altri fattori di rischio sociale. Un GWAS che esamini i geni associati al MA potrebbe scambiare le variazioni genetiche associate alla discendenza africana con le cause genetiche della malattia.

Anche se i ricercatori possono usare una serie di metodi statistici per evitare tali errori, questi metodi possono perdere scoperte importanti, perché spesso non sono in grado di superare la mancanza generale di diversità nelle serie di dati genetici.

Sfruttare la genetica della discendenza mista

Districare le disparità di razza, di discendenza e sanitarie può essere una sfida nei GWAS. La mappatura di mescolanza, invece, è in grado di usare meglio i dati relativamente scarsi delle persone sotto-rappresentate. Questo metodo deriva specificamente il suo potere dallo studio di persone che hanno un'ascendenza mista.

La mappatura di mescolanza si affida a una stranezza della genetica umana: tu erediti il DNA in blocchi, non in una miscela continua. Quindi se hai antenati da diverse parti del mondo, il tuo genoma è fatto di pezzi di DNA da diverse ascendenze. Questo processo di ereditarietà in blocchi è chiamato 'mescolanza' (admixture).

Immagina di codificare per colore il genoma per ascendenza. Una persona che ha ascendenza mista europea, nativa americana e africana potrebbe avere cromosomi a righe che si alternano tra verde, blu e rosso, in cui ogni colore rappresenta una certa regione. Una persona diversa con antenati simili avrebbe anch'essa un genoma a blocchi verdi, blu e rossi, ma l'ordine e le dimensioni delle strisce sarebbero diversi.

Perfino due fratelli biologici avranno posizioni nel loro genoma dove il DNA proviene da antenati diversi. Queste strisce di discendenza sono la base dei rapporti commerciali di genealogia (ancestry.com e 23andme).

Poiché i GWAS devono confrontare un numero enorme di minuscoli indicatori genetici individuali, è molto più difficile trovare marcatori genetici rari per una malattia. Al contrario, la mappatura di mescolanza esamina se il colore di un certo blocco di discendenza è associato al rischio di malattia.

Le statistiche sono abbastanza complicate, ma essenzialmente, poiché c'è un numero minore di blocchi ancestrali molto più grandi, è più facile separare il segnale dal rumore. La mappatura di mescolanza è più sensibile, ma sacrifica la specificità, in quanto non può indicare il singolo marcatore genetico associato al rischio di malattia.

Un altro aspetto importante della mappatura di mescolanza è che guarda gli individui con antenati misti. Dal momento che due persone che hanno esperienze socioeconomiche simili possono avere antenati diversi in certe parti del loro genoma, la mappatura di mescolanza può esaminare l'associazione tra questo pezzo di ascendenza e la malattia, senza confondere le cause sociali di malattia con le cause genetiche.

Mappatura di mescolanza e MA

I ricercatori stimano che dal 58% al 79% del rischio di MA è causato dalle differenze genetiche, ma hanno scoperto solo circa un terzo di queste differenze genetiche. Pochi studi hanno cercato collegamenti genetici con il rischio di MA tra le persone con antenati misti.

Il nostro team ha applicato la mappatura di mescolanza a un insieme di dati genetici di persone ispaniche caraibiche che hanno una miscela di antenati europei, nativi americani e africani. Abbiamo trovato una parte del genoma in cui gli antenati nativi americani danno alle persone meno probabilità di contrarre il MA.

Essenzialmente, abbiamo scoperto che se hai il colore blu in quella parte specifica del tuo genoma, hai meno probabilità di sviluppare il MA. Crediamo che con ulteriori ricerche potremmo trovare il gene specifico responsabile all'interno del blocco blu e abbiamo già identificato possibili candidati.

Una nota importante è che la diversità genetica che ha un ruolo nel rischio di malattia non è visibile ad occhio nudo. Chiunque abbia antenati nativi americani in questo particolare punto del genoma - non solo una persona che si identifica come, o sembra, nativo americano - può avere una certa protezione dal MA.

La nostra ricerca illustra che capire in modo più completo il rischio di MA richiede metodi che usano meglio i dati limitati che esistono per persone di antenati non europei. C'è ancora molto da imparare sul MA, ma ogni nuovo gene che viene collegato a questa malattia è un passo verso una migliore comprensione delle sue cause e per trovare potenziali trattamenti.

Mantenere il cervello attivo in vecchiaia è sempre stata un'idea intelligente, ma un nuovo studio pubblicato su Neurology suggerisce che leggere, scrivere lettere e giocare a carte o fare enigmistica in tarda età può ritardare fino a cinque anni l'insorgenza della demenza da morbo di Alzheimer (MA).

"La buona notizia è che non è mai troppo tardi per iniziare a fare i tipi di attività poco costosi e accessibili che abbiamo esaminato nel nostro studio", ha detto il primo autore dello studio Robert S. Wilson PhD, della Rush University di Chicago. "I nostri risultati suggeriscono i vantaggi di iniziare a fare queste cose anche dopo gli 80 anni di età, per ritardare l'inizio della demenza di MA".

La ricerca ha esaminato 1.978 persone con un'età media di 80 anni che non avevano demenza all'inizio dello studio. Le persone sono state seguite per una media di sette anni. Per determinare se stavano sviluppavano la demenza, i partecipanti si sono sottoposti ad esami annuali, che includevano numerosi test cognitivi.

Quando è iniziato lo studio, le persone hanno valutato la loro partecipazione a 7 attività su una scala da 1 a 5. Le domande includevano: "Durante l'anno scorso, con che frequenza hai letto libri?" e "Durante l'anno scorso, quante volte hai giocato a dama, giochi da tavolo, carte o puzzle?". I partecipanti hanno anche risposto a domande sull'attività cognitiva nell'infanzia, in età adulta e in mezza età.

I ricercatori hanno quindi fatto la media delle risposte di ogni persona, dove un punteggio di 1 significava una volta all'anno o meno e 5 significava ogni giorno o quasi tutti i giorni. Le persone del gruppo con un'elevata attività cognitiva hanno segnato una media di 4, che significa aver fatto quelle attività diverse volte alla settimana, rispetto a un punteggio medio di 2,1 per quelli con bassa attività cognitiva, che significa aver fatto quelle attività più volte all'anno.

Durante il periodo dello studio, 457 persone con un'età media di 89 anni hanno ricevuto la diagnosi di MA. Le persone con i più alti livelli di attività, in media, hanno sviluppato la demenza all'età di 94 anni. Le persone con l'attività cognitiva più bassa, in media, hanno sviluppato la demenza all'età di 89 anni, 5 anni prima. I risultati erano simili quando i ricercatori hanno aggiustato i dati per altri fattori che potrebbero influenzare il rischio di demenza, come il livello di istruzione e il sesso.

Per testare l'idea che la bassa attività cognitiva può essere un primo segno di demenza, non il contrario, i ricercatori hanno anche esaminato il cervello di 695 persone che sono morte durante lo studio. Il tessuto cerebrale è stato esaminato per i marcatori di depositi di proteine ​​del MA (amiloide e tau), ma i ricercatori non hanno riscontrato nei cervelli alcuna associazione tra il grado di attivismo cognitivo e i marcatori del MA e disturbi correlati.

"Il nostro studio dimostra che le persone che si impegnano in attività più stimolanti cognitivamente possono ritardare l'età in cui sviluppano la demenza", ha detto Wilson. "È importante notare, dopo che abbiamo tenuto conto del livello di attività cognitiva in tarda età, che né l'istruzione né l'attività cognitiva in gioventù erano associate all'età in cui una persona ha sviluppato la demenza di MA. La nostra ricerca suggerisce che il legame tra l'attività cognitiva e l'età in cui una persona sviluppa la demenza è guidata principalmente dalle attività che fa più tardi nella vita".

Una limitazione dello studio è che era basato su un gruppo di persone principalmente bianche che avevano alti livelli di istruzione. Sono necessarie ulteriori ricerche per determinare se i risultati si applicano alla popolazione generale.

Uno nuovo studio dell'Università di Arizona ha trovato che le donne sottoposte alla terapia ormonale hanno una probabilità fino al 58% inferiore di sviluppare malattie neurodegenerative, compreso il morbo di Alzheimer (MA), e la riduzione del rischio variava per tipo e percorso della terapia ormonale e per la sua durata.

I risultati potrebbero portare allo sviluppo di un approccio di medicina di precisione per prevenire le malattie neurodegenerative.

Lo studio, pubblicato in Alzheimer’s & Dementia: Translational Research & Clinical Interventions, ha scoperto che le donne sottoposte a terapia ormonale della menopausa per sei anni o oltre hanno una probabilità inferiore del 79% di sviluppare il MA e del 77% inferiore di sviluppare una qualsiasi altra malattia neurodegenerativa.

L'autrice senior Roberta Diaz Brinton PhD, direttrice del centro per le innovazioni nella scienza del cervello della UArizona, sta studiando le malattie neurodegenerative e l'invecchiamento del cervello femminile da più di 25 anni, e dice:

"Questo non è il primo studio sull'impatto delle terapie ormonali per la riduzione delle malattie neurodegenerative. Ma ciò che è importante riguardo a questo studio è che fa avanzare l'uso di terapie ormonali di precisione nella prevenzione delle malattie neurodegenerative, incluso il MA".

La terapia ormonale è il trattamento più efficace per i sintomi della menopausa, che possono includere vampate di calore, sudorazione notturna, insonnia, aumento di peso e depressione. Durante lo studio, la dott.ssa Brinton e il team di ricerca hanno esaminato le richieste di rimborso alle assicurazioni sanitarie di quasi 400.000 donne di 45 anni e più che erano in menopausa.

Si sono concentrati sugli effetti sulle malattie neurodegenerative dei singoli farmaci per la terapia ormonale approvati dalla FDA, compresi gli estrogeni e i progestinici e le terapie combinate. Inoltre, hanno valutato l'impatto sul rischio di sviluppare le malattie del tipo di terapia ormonale, del percorso di somministrazione (orale o attraverso la pelle) e della durata della terapia.

Hanno scoperto che l'uso degli steroidi naturali estradiolo o progesterone determina una maggiore riduzione del rischio rispetto all'uso di ormoni sintetici. Le terapie ormonali orali hanno portato a un rischio ridotto per l'insieme delle malattie neurodegenerative, mentre le terapie ormonali a somministrazione cutanea hanno ridotto il rischio di demenza.

Il rischio complessivo ha avuto la massima riduzione nelle pazienti over-65. Inoltre, l'effetto protettivo della terapia a lungo termine (durata maggiore di un anno) sul MA, sul Parkinson e sulla demenza, era maggiore che con la terapia a breve termine (inferiore a un anno).

"Con questo studio, stiamo guadagnando conoscenze meccanicistiche. Questa riduzione del rischio di MA, di Parkinson e di demenza significa che queste malattie condividono un fattore-guida regolato dagli estrogeni, e se ci sono guide comuni, ci possono essere terapie comuni", ha affermato la dott.ssa Brinton. "La chiave è che la terapia ormonale non è un trattamento, ma mantiene funzionanti il cervello e l'intero sistema, portando alla prevenzione. Non inverte la malattia; la previene, mantenendo sano il cervello".

Aspettativa di vita (colore) di ogni paese le cui con dimensioni rappresentano la popolazione effettiva.

Un nuovo studio spiega che lo spettro della demenza e del dolore cronico riduce il desiderio delle persone di vivere fino a un'età avanzata. Tra i norvegesi over-60, il desiderio di vivere in età avanzata è significativamente ridotto dagli ipotetici scenari avversi di vita, e l'effetto più forte è causato dalla demenza e dal dolore cronico.

La ricerca, condotta alla Columbia University di New York e pubblicata nel numero di luglio della rivista Age and Ageing, è tra le prime a studiare l'aspettativa di vita preferita (PLE, Preferred Life Expectancy) in base a ipotetiche condizioni di salute e di vita.

Il team di ricerca era guidato da Vegard Skirbekk PhD, professore di sanità pubblica e famigliare, che ha usato i dati della Norvegia, perché gli abitanti di quel paese hanno un'aspettativa di vita relativamente elevata alla nascita. Ha studiato come 6 condizioni avverse di salute e di vita influenzano la PLE dopo i 60 anni, e ha valutato ognuna di esse per età, sesso, istruzione, stato civile, funzione cognitiva, solitudine auto-riferita e dolore cronico.

L'analisi includeva i dati dello studio NORSE-Oppland County sulle condizioni di salute e di vita in un campione rappresentativo della popolazione di 60-69 anni, 70-79 anni e 80 anni e oltre. La raccolta dei dati è stata eseguita in tre onde nel 2017, 2018 e 2019 con un totale di 948 partecipanti alle interviste e agli esami sanitari.

Skirbekk e i suoi colleghi hanno chiesto a 825 abitanti over-60: "Se potessi scegliere liberamente, fino a che età vorresti vivere?". I risultati mostrano che tra i norvegesi oltre i 60 anni, il desiderio di vivere in età avanzata è significativamente ridotto da ipotetici scenari di vita avversa, come gli effetti della demenza e del dolore cronico. Effetti negativi più deboli della PLE sono stati trovati per la prospettiva di perdere il proprio coniuge o essere soggetti alla povertà.

Secondo Skirbekk, "la demenza è in testa all'elenco delle condizioni dove le persone preferirebbero vivere una vita più breve, il che è un problema particolare dato il rapido aumento della demenza previsto negli anni a venire".

La PLE media era di 91,4 anni, e non c'era differenza tra uomini e donne, ma i partecipanti più anziani avevano una PLE più alta dei più giovani. La PLE tra i singoli non era influenzata dalla prospettiva di sentirsi soli. Quelli con istruzione più alta avevano una PLE inferiore per demenza e dolore cronico.

"Nonostante il fatto che l'aumento dell'aspettativa di vita sia presente in larga misura nelle età più avanzate, dove sono molto diffuse le esperienze di perdita e disabilità, ci sono pochissime evidenze scientifiche sul tempo che le persone vorrebbero vivere considerato l'impatto di tali condizioni avverse di vita", ha notato Skiirbekk.

L'Interleuchina 3 (IL-3) è una proteina che nell'uomo è codificata dal gene IL3 localizzato sul cromosoma 5 (Wikipedia)

Una nuova ricerca su esseri umani e topi ha identificato una particolare molecola di segnalazione che può aiutare a modificare l'infiammazione e il sistema immunitario, e proteggere dal morbo di Alzheimer (MA). Il lavoro, guidato da investigatori del Massachusetts General Hospital (MGH) affiliato dell'Università di Harvard, è pubblicato su Nature.

Il declino cognitivo associato al MA si sviluppa quando i neuroni iniziano a morire.

"La morte del neurone può essere causata da risposte immunitarie improprie e da eccessiva neuroinfiammazione (infiammazione nel cervello) innescata da alti livelli di depositi di amiloide-beta e grovigli tau, due tratti distintivi del MA", spiega il coautore senior Filip Swirski, che ha condotto il lavoro mentre era ricercatore principale al Centro Biologia dei Sistemi del MGH.

"Una volta che i neuroni iniziano a morire in quantità crescente, le cellule cerebrali chiamate microglia e astrociti (che di norma sono cellule di nutrimento che puliscono i detriti) si attivano causando neuroinfiammazione, nel tentativo di proteggere il cervello. Sono programmate evolutivamente per pulire una regione del cervello dove c'è morte eccessiva dei neuroni, perché può essere dovuta a un'infezione, la cui diffusione deve essere fermata", spiega il coautore senior Rudolph Tanzi, condirettore del McCance Center for Brain Health del MGH.

Nel caso del MA, la morte delle cellule neuronali, causata da depositi di amiloide-beta e grovigli di tau, attiva questa risposta.

"Quando insorge la neuroinfiammazione, la quantità di morte cellulare è almeno 10 volte superiore a quella causata da placche e grovigli", afferma Tanzi. "In effetti, senza l'induzione della neuroinfiammazione, non ci sarebbero sintomi di demenza. Lo sappiamo dai cervelli 'resilienti', in cui ci sono molte placche e grovigli nel cervello di un individuo, ma nessun sintomo di morte perché c'è una minima, o nessuna, neuroinfiammazione".

Tanzi fornisce un'analogia, notando che l'amiloide-beta è il «fiammifero» che accende la diffusione dell'«incendio» di grovigli, ma è solo quando questo porta ad aumentare il numero di «incendi boschivi» attraverso la neuroinfiammazione attivata da microglia e astrociti che si perdono abbastanza neuroni da subire il declino cognitivo e la demenza.

Questo nuovo studio in Nature ha rivelato che un sottoinsieme di astrociti tenta effettivamente di spegnere il fuoco rilasciando una molecola chiamata interleuchina-3 (IL-3), che converte poi le microglia killer in celle nutrienti e protettive che non eliminano più i neuroni e al contrario si concentrano sulla pulizia dei depositi di amiloide-beta e dei grovigli di tau.

"Potrebbero esserci implicazioni cliniche importanti nel sapere che gli astrociti parlano con le microglia attraverso la IL-3, per informarle e aiutarle a ridurre la gravità del MA", afferma Swirski. "Possiamo ora pensare a come usare la IL-3 non solo per aiutare a frenare la neuroinfiammazione che causa la maggior parte delle morti di neuroni nel MA, ma anche per invogliare le microglia a riprendere il compito benefico di eliminare i depositi e i grovigli che sono la patologia che inizia il MA".

"È stato sorprendente trovare la IL-3 nel cervello", dice il primo autore Cameron McAlpine, al tempo dello studio istruttore al Center for Systems Biology. "I nostri risultati suggeriscono che la comunicazione tra astrociti e microglia, via IL-3, è un importante meccanismo che evita il MA, istruendo le microglia ad adottare funzioni di protezione. Con ulteriori studi, la segnalazione della IL-3 può fornire una nuova opportunità terapeutica per combattere le malattie neurologiche".

Immagine del cervello di topo con evidenziate le aree in cui si accumulano i complessi metallici studiati.

In test di laboratorio, ricercatori di Imperial College London hanno creato una molecola metallica che inibisce l'accumulo di un peptide associato al morbo di Alzheimer e hanno pubblicato i risultati su Chemical Science.

Un peptide è il frammento di una proteina, e una delle caratteristiche principali del MA è l'accumulo di un peptide specifico chiamato amiloide-beta (Aβ). Il team ha dimostrato che con l'aiuto di ultrasuoni, la loro molecola può attraversare la barriera emato-encefalica nei topi, puntando la parte del cervello in cui il peptide dannoso si accumula più spesso.

Il MA è la forma più comune di demenza, che colpisce circa 50 milioni di persone in tutto il mondo. C'è la necessità pressante di sviluppare farmaci che possono prevenire o invertire gli effetti di questa malattia devastante.

Alcune molecole metalliche sono state progettate in precedenza per prevenire la formazione di Aβ. Tuttavia, quelle erano spesso tossiche per le cellule, oppure non in grado di attraversare la barriera emato-encefalica (BBB, blood-brain barrier),​ una barriera protettiva semi-permeabile che regola con cura il passaggio di sostanze che entrano ed escono dal cervello.

Ora, una squadra dei dipartimenti di chimica e bioingegneria dell'Imperial College London ha progettato una molecola metallica altamente efficace nel prevenire l'accumulo di Aβ negli studi in laboratorio. Ha anche dimostrato che la molecola non è tossica per le cellule simili a quelle del cervello umano, e che può attraversare la barriera emato-encefalica nei topi, con l'aiuto di una tecnica che usa microbolle e ultrasuoni focalizzati.

Non invasiva e non tossica

La prima autrice Tiffany Chan, dei dipartimenti di chimica e bioingegneria dell'Imperial, ha dichiarato:

"Pochissime molecole metalliche sono state studiate come potenziali inibitori dell'accumulo di Aβ, a causa dei problemi di tossicità e difficoltà a superare la barriera emato-encefalica.

"La molecola che abbiamo progettato è in grado di interferire con l'Aβ e sembra non tossica, e può essere consegnata attraverso la barriera emato-encefalica con gli ultrasuoni, il che significa che non c'è bisogno di una procedura invasiva".

La molecola è centrata attorno al metallo cobalto, circondata da molecole organiche che formano un complesso, che si lega ai peptidi Aβ, impedendo loro di attaccarsi l'un con l'altro e di accumularsi. La molecola incorpora anche gruppi chimici che impediscono di essere assorbiti nelle cellule nervose umane, riducendo la sua tossicità.

Per dimostrare che la molecola può attraversare la BBB, il team ha usato una tecnica che comporta l'iniezione della molecola accanto a microbolle nelle vene dei topi. Quando l'ultrasuono è diretto al cervello, le microbolle si muovono rapidamente avanti e indietro, aprendo la BBB e consentendo alla molecola di entrare nel cervello in modo non invasivo e mirato.

La squadra è riuscita a focalizzare gli ultrasuoni sulla regione dell'ippocampo del cervello, che è spesso influenzato fortemente dall'accumulo di Aβ nelle prime fasi del MA. Sono stati anche in grado di mostrare quanto può essere specifico puntare gli ultrasuoni per inviare la molecola solo all'ippocampo sinistro.

La molecola ha dimostrato di essere ben tollerata dai topi, che non hanno mostrato effetti negativi dopo diverse settimane. L'autore senior prof. Ramon Vilar, del Dipartimento di Chimica dell'Imperial, ha dichiarato:

"Questo studio mostra il potenziale delle molecole metalliche nel prevenire l'aggregazione dell'Aβ. Il nuovo composto sarà studiato ancora più in profondità per stabilire se anch'esso può prevenire l'accumulo di Aβ nei topi senza effetti collaterali tossici indesiderati".

La demenza frontotemporale è la seconda causa di demenza nella popolazione in età lavorativa. La sua diagnosi è complicata dai sintomi simili presenti nei pazienti con disturbi psichiatrici o con altre malattie neurodegenerative, nonché dalla mancanza di strumenti diagnostici affidabili per differenziare questi pazienti l'uno dall'altro.

Un nuovo studio di ricercatori dell'Università della Finlandia Orientale mostra per la prima volta che misurare nel sangue la 'proteina acida fibrillare gliale' (GFAP, glial fibrillary acidic protein) consente di distinguere i pazienti con demenza frontotemporale di quelli con disturbi psichiatrici primari o dagli individui sani.

I livelli di GFAP erano significativamente più alti nel sangue dei pazienti con demenza frontotemporale rispetto ai pazienti psichiatrici o agli individui sani. Inoltre, i livelli ematici elevati di GFAP corrispondevano a maggiore atrofia cerebrale e alla progressione più veloce della malattia nei pazienti con demenza frontotemporale nel seguito dello studio.

La GFAP ha origine dalle cellule gliali del sistema nervoso centrale, e i suoi livelli aumentati riflettono atrofia del cervello e neuroinfiammazione. I biomarcatori ​del cervello sono attualmente misurati principalmente nel fluido cerebrospinale (CSF) dei pazienti. Tuttavia, il nuovo studio ora indica che la matrice a molecola singola (SIMOA, single molecule array) ultrasensibile è un metodo che consente un rilevamento affidabile della GFAP anche dai campioni di sangue.

Questo è molto più pratico e conveniente per i pazienti e per il sistema sanitario perché riduce la necessità di campionamenti del CSF e consente un uso più ampio delle misurazioni del biomarcatore nel lavoro clinico. Attualmente, l'identificazione di biomarcatori idonei nel sangue per la diagnostica dei disturbi neurodegenerativi è soggetto a intense ricerche.

Il nuovo studio ha indicato anche che, anche se la GFAP mostra una buona prestazione diagnostica da sola, la sua precisione diagnostica è ulteriormente aumentata se combinata con la misurazione nel sangue della proteina a neurofilamento leggero negli stessi pazienti.

I risultati ora pubblicati dovrebbero fornire nuovi strumenti per migliorare la diagnostica della demenza frontotemporale. In futuro, può essere possibile distinguere i pazienti con una malattia neurodegenerativa da quelli con altre malattie cerebrali anche all'apparizione dei primi sintomi.

Dall'altra parte, la diagnostica migliorata consentirà anche una migliore previsione della progressione della malattia o anche la valutazione dell'efficacia terapeutica dei trattamenti futuri. Ciò consente intervento e supporto più precoci ai pazienti e alle loro famiglie.

Lo studio è stato una collaborazione tra gruppi di ricerca della rete di ricerca FinFTD finlandese ed è pubblicato sul Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry.

Il nostro corpo contiene un marcatore proteico speciale che ha un ruolo nel modo in cui le cellule si riprendono da minacce specifiche alla loro sopravvivenza, secondo una nuova ricerca di cui sono stato coautore. Capire come funziona questo processo può essere la chiave dei trattamenti futuri per le malattie neurodegenerative, come l'Alzheimer e alcune forme di demenza.

Le cellule incontrano regolarmente cambiamenti potenzialmente dannosi nel loro ambiente, come le fluttuazioni della temperatura o l'esposizione alla luce UV o alle tossine. Per garantire la sopravvivenza, le cellule si sono evolute in modi complessi, adattandosi a questi cambiamenti stressanti. Questi meccanismi vanno dai cambiamenti temporanei nel metabolismo alla chiusura complessiva dei processi biologici critici che potrebbero altrimenti essere danneggiati permanentemente.

Ad esempio, molte sollecitazioni cellulari interrompono temporaneamente la produzione di proteine, ​​mentre l'RNA messaggero, che trasporta parte del codice del DNA nella cellula, viene segregato in strutture dense note come granuli di stress. Quando passa lo stress, i granuli di stress sono smontati e le cellule emergono da questo stato difensivo per riprendere le attività normali.

Ma fino ad ora, i biologi molecolari come me non avevano capito esattamente come funziona questo meccanismo. In una coppia di studi peer-reviewed (controllati dai pari) pubblicati sulla rivista Science il 25 giugno 2021, io e i miei colleghi del laboratorio di biologia cellulare e molecolare spieghiamo come la proteina ubiquitina ripristina le funzioni delle cellule una volta che la costa è libera.

Nel primo studio, ho scoperto che diversi tipi di stress portano a marcare con ubiquitina delle proteine ​​specifiche nelle cellule, in modi distinti. Ho esposto le cellule allo stress di calore o a una sostanza chimica tossica, quindi ho bloccato il processo di marcatura dell'ubiquitina dopo che si erano formati granuli di stress apparentemente identici.

Con mia sorpresa, anche solo bloccare la marcatura della ubiquitina ha impedito lo smontaggio del granulo di stress da shock termico. È importante sottolineare che ho anche scoperto che le cellule non sono riuscite a riavviare i processi biologici chiave come la produzione ​​e il trasporto di proteine, quando rimanevano presenti questi granuli di stress, anche dopo il ritorno alle temperature normali.

Nel secondo studio, il mio collega Youngdae Gwon ha esaminato più da vicino questo processo. Ha scoperto che lo stress da calore attiva la marcatura da parte della ubiquitina di una proteina chiave che consente ad un enzima di smontare i granuli di stress. Questo enzima afferra la marcatura della ubiquitina e la usa come maniglia per separare la struttura.

Perché è importante

I ricercatori hanno collegato la biologia del granulo di stress, e il processo di risposta allo stress in generale, a diverse malattie neurodegenerative, tra cui l'Alzheimer, la SLA e alcune forme di demenza.

Ad esempio, le mutazioni nella stessa proteina, che abbiamo trovato necessarie per disassemblare i granuli di stress, possono causare malattie neurodegenerative ereditate. Comprendere come sono regolati i granuli di stress è fondamentale per capire meglio come funzionano queste malattie e potenzialmente trovare nuovi trattamenti per esse.

Cosa non è ancora chiaro

Sebbene abbiamo identificato diversi fattori chiave del ruolo della ubiquitina nel disassemblaggio dei granuli di stress, molti dettagli molecolari di questo processo rimangono sconosciuti. Per ottenere ulteriori informazioni, gli scienziati dovranno identificare quali enzimi sono responsabili di marcare con ubiquitina le proteine ​​durante lo stress, per cominciare. Inoltre, sarà importante capire come le mutazioni che portano alle malattie neurodegenerative potrebbero influenzare anche il processo di recupero dallo stress.

Quale altra ricerca si sta facendo

I ricercatori stanno studiando vari aspetti della biologia del granulo di stress e i suoi collegamenti con le malattie neurodegenerative. Alcuni stanno lavorando per ricreare i granuli di stress in provetta per esplorare domande alle quali non è facile rispondere lavorando nelle cellule. E altri stanno guardando all'interno dei neuroni viventi, nei topi e nei moscerini della frutta per capire come le mutazioni della malattia influenzano il recupero dallo stress nelle cellule viventi e nelle creature.

Un team di ricerca della Washington University di St. Louis ha identificato nuovi potenziali obiettivi di trattamento per il morbo di Alzheimer (MA), come pure dei farmaci esistenti che hanno un potenziale terapeutico contro questi obiettivi.

I potenziali obiettivi sono proteine difettose che portano all'accumulo di amiloide nel cervello, contribuendo all'inizio dei problemi di memoria e di pensiero che sono il segno distintivo del MA. I 15 farmaci esistenti identificati dai ricercatori sono stati approvati dalla Food and Drug Administration (FDA) per altri scopi, fornendo la possibilità di studi clinici che potrebbero iniziare prima di quanto sia tipico, secondo i ricercatori.

Inoltre, gli esperimenti hanno prodotto 7 farmaci che possono essere utili per il trattamento di proteine ​​difettose legate al Parkinson, 6 per l'ictus e 1 per la sclerosi laterale amiotrofica (SLA). Il nuovo studio è pubblicato dall'8 luglio sulla rivista Nature Neuroscience.

Gli scienziati stanno lavorando da decenni per sviluppare trattamenti per il MA, puntando dei geni radicati nel processo della malattia, ma hanno avuto scarso successo. Quell'approccio ha portato a diverse strade senza uscita perché molti di questi geni non alterano fondamentalmente le proteine ​​al lavoro nel cervello. Il nuovo studio ha preso un approccio diverso, concentrandosi su proteine ​​nel cervello e altri tessuti, la cui funzione è stata alterata.

"In questo studio, abbiamo usato campioni umani e le ultime tecnologie per comprendere meglio la biologia del MA", ha affermato il ricercatore senior Carlos Cruchaga PhD, professore di neurologia e di psichiatria. "Usando campioni di MA, siamo riusciti a identificare nuovi geni, obiettivi per farmaci e composti approvati dalla FDA che interagiscono con quegli obiettivi, che potenzialmente rallentano o invertono il progresso del MA".

Gli scienziati si sono concentrati sui livelli di proteine nel cervello, nel fluido cerebrospinale (CSF) e nel plasma del sangue di persone con e senza MA. Alcune delle proteine ​​sono prodotte da geni già legati al rischio di MA, mentre altre sono prodotte da geni non collegati in precedenza alla malattia. Dopo aver identificato le proteine, i ricercatori hanno confrontato i loro risultati con diversi database di farmaci esistenti che influenzano quelle proteine:

"Sono approvati dalla FDA e tutti i dati di sicurezza sui farmaci sono disponibili", ha affermato Cruchaga. "Con ciò che è già noto sulla sicurezza di questi farmaci, potremmo essere in grado di saltare direttamente agli studi clinici".

Cruchaga ha detto che l'attenzione del team sui livelli di proteine ​​nei tessuti chiave ha alcuni vantaggi rispetto agli sforzi precedenti per identificare i geni legati al MA:

"I classici studi genetici del MA hanno tentato di correlare le mutazioni genetiche con la malattia, ma sappiamo che i geni portano le istruzioni per costruire proteine ​​e che le malattie come il MA insorgono quando quei livelli di proteina diventano troppo alti o troppo bassi. Per capire la biologia del MA, dovremmo guardare le proteine ​​piuttosto che solo i geni".

Ad esempio, Cruchaga ha indicato il gene APOE, che è stato collegato decenni fa al rischio di MA. Ma anche dopo tutto questo tempo, non è ancora chiaro come quel gene contribuisca alla malattia:

"In questo studio, abbiamo vesto che l'APOE altera i livelli di diverse proteine ​​nel tessuto cerebrale e nel CSF. Abbiamo anche visto cambiamenti nelle proteine ​​legate a un altro gene chiamato TREM2 che è stato associato al rischio di MA più di recente. Capire come i livelli di proteine sono interessati da questi geni di rischio ci aiuta a identificare i percorsi che portano alla malattia".

La ricerca precedente aveva contribuito a identificare circa 50 segnali genetici legati al MA, ma sono stati trovati solo pochi geni responsabili di tali segnali. Cruchaga ha detto che concentrarsi sui livelli di proteine nei tessuti può aiutare a rivelare ciò che sta accadendo con gli altri 40 e più segnali genetici che sembrano essere collegati al rischio di MA.

I ricercatori hanno analizzato le proteine ​​e i geni del tessuto cerebrale, del fluido cerebrospinale e del plasma sanguigno nei campioni raccolti da 1.537 persone negli Stati Uniti. I campioni sono conservati al Knight Alzheimer’s Disease Research Center della Washington University. La metà dei campioni proveniva da persone con una diagnosi clinica di MA; l'altra metà è venuta dai partecipanti allo studio che sono considerati cognitivamente normali.

I ricercatori hanno misurato i livelli di proteine nei campioni del cervello, del CSF e del plasma. Usando tecniche statistiche, quindi hanno collegato i livelli di proteine alla malattia. C'erano 274 proteine ​​legate alla malattia nel CSF dei soggetti di studio, 127 nel plasma sanguigno e 32 nel tessuto cerebrale. Hanno applicato tali risultati e tecniche di apprendimento automatico per distinguere le differenze tra le proteine ​​e si sono concentrati su alcune di quelle ​​che contribuiscono ai danni che portano al MA.

"Abbiamo bersagli - anche se non sto dicendo che tutti questi obiettivi funzioneranno o che tutti i composti che abbiamo identificato fermeranno i progressi della malattia - ma abbiamo una vera ipotesi", ha detto Cruchaga. "E ci aspettiamo che sia possibile passare rapidamente da questi studi genetici alle verifiche cliniche reali. È un grande salto".

La perdita dei denti è un fattore di rischio per il deterioramento cognitivo e la demenza, e per ogni dente perso, cresce il rischio di declino cognitivo, secondo una nuova analisi guidata da ricercatori della New York University, pubblicata su JAMDA: The Journal of Post-Acute and Long-Term Care Medicine.

Tuttavia, questo rischio non era significativo negli anziani con protesi, il che suggerisce che il trattamento tempestivo con protesi può proteggere dal declino cognitivo. Circa un over-65 su sei ha perso tutti i denti, secondo i Centri Controllo e Prevenzione Malattie.

Studi precedenti avevano mostrato una connessione tra perdita dei denti e declino della funzione cognitiva, e i ricercatori avevano offerto una gamma di possibili spiegazioni per questo collegamento. La prima è che i denti mancanti possono portare a difficoltà a masticare, il che può contribuire a determinare carenze nutrizionali o a promuovere cambiamenti nel cervello.

Un corpo crescente di ricerca punta anche a una connessione tra la gengivite (una causa importante di perdita dei denti) e il declino cognitivo. Inoltre, la perdita dei denti può riflettere gli svantaggi socioeconomici di tutta la vita, che sono anche fattori di rischio del declino cognitivo.

"Dato il numero impressionante di persone diagnosticate ogni anno con Alzheimer e demenza, e l'opportunità di migliorare la salute orale per tutta la durata della vita, è importante capire di più il collegamento tra scarsa salute orale e declino cognitivo", ha affermato Bei Wu PhD, professoressa di Salute Globale alla NYU e condirettrice del NYU Aging Incubator, nonché autrice senior dello studio.

La Wu e i suoi colleghi hanno condotto una meta-analisi di studi longitudinali sulla perdita dei denti e il deterioramento cognitivo. I 14 studi inclusi nella loro analisi avevano coinvolto in totale 34.074 adulti e 4.689 casi di persone con un declino della funzione cognitiva.

I ricercatori hanno scoperto che gli adulti con più perdita di denti avevano un rischio 1,48 volte più elevato di sviluppare il deterioramento cognitivo e 1,28 volte maggiore di ricevere la diagnosi di demenza, anche dopo aver controllato per altri fattori.

Tuttavia, gli adulti ai quali mancavano denti avevano maggiori probabilità di avere un deterioramento cognitivo se non avevano protesi (23,8%) rispetto a quelli che le avevano (16,9%); Un'ulteriore analisi ha rivelato che l'associazione tra perdita di denti e deterioramento cognitivo non era significativa quando i partecipanti avevano la protesi.

I ricercatori hanno anche condotto un'analisi su un sottoinsieme di 8 studi per determinare se c'era un'associazione 'dose-risposta' tra perdita di denti e deterioramento cognitivo; in altre parole, se un numero maggiore di denti mancanti era collegato a un rischio più elevato di cognitivo declino.

I loro risultati hanno confermato questa relazione: ogni dente aggiuntivo mancante si associava a un aumento del 1,4% del rischio di declino cognitivo e a un rischio più alto dell'1,1% di ricevere la diagnosi di demenza.

"Questa relazione 'dose-risposta' tra il numero di denti mancanti e il rischio di diminuzione della funzione cognitiva rafforza sostanzialmente le evidenze che collegano la perdita di denti al deterioramento cognitivo e fornisce una certa evidenza che la perdita dei denti può effettivamente prevedere il declino cognitivo", ha detto il primo autore Xiang Qi, dottorando della NYU.

"I nostri risultati sottolineano l'importanza di mantenere una buona salute orale e il suo ruolo nell'aiutare a preservare la funzione cognitiva", ha affermato la Wu.