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Interleuchina3: la molecola di segnalazione che può prevenire l'Alzheimer
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".
Fonte: Tracy Hampton in Massachusetts General Hospital (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Cameron McAlpine, Joseph Park, Ana Griciuc, Eunhee Kim, Se Hoon Choi, Yoshiko Iwamoto, Máté Kiss, Kathleen Christie, Claudio Vinegoni, Wolfram Poller, John Mindur, Christopher Chan, Shun He, Henrike Janssen, Lai Ping Wong, Jeffrey Downey, Sumnima Singh, Atsushi Anzai, Florian Kahles, Mehdi Jorfi, Paolo Fumene Feruglio, Ruslan Sadreyev, Ralph Weissleder, Benjamin Kleinstiver, Matthias Nahrendorf, Rudolph Tanzi, Filip Swirski. Astrocytic interleukin-3 programs microglia and limits Alzheimer’s disease. Nature, 2021, DOI
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