Ricerche

Studi multipli negli esseri umani e nei topi modello indicano che le interruzioni del sonno alzano il rischio di morbo di Alzheimer (MA) aumentando l'accumulo nel cervello di proteine ​​rilevanti per la malattia, come l'amiloide-beta (Aβ).

Nell'attuale studio, un gruppo guidato dai ricercatori del Baylor College of Medicine ha scoperto che, in un modello animale del MA, il ripristino del sonno normale, facendo tornare alla normalità l'attività del nucleo reticolare talamico (TRN), una regione del cervello coinvolta nel mantenere stabile il sonno, ha ridotto l'accumulo di placche di Aβ nel cervello.

Pubblicato su Science Translational Medicine, lo studio suggerisce che il TRN non solo può avere un ruolo guida finora insospettato dei sintomi associati al MA, ma anche che il ripristino della sua attività normale potrebbe essere un potenziale approccio terapeutico per questa condizione grave.

Il TRN è tranquillo nel MA

"Il nostro interesse a studiare il TRN nel contesto del MA è iniziato quando abbiamo osservato in un modello animale che l'attività del TRN è generalmente ridotta rispetto all'attività TRN degli animali senza la condizione", ha detto l'autrice senior dott.ssa Jeannie Chin, professoressa associata di neuroscienze al Baylor.

Quando dormiamo, il TRN è in generale più attivo di quando siamo svegli, spiega la Chin. Questa maggiore attività del TRN riduce la percezione delle informazioni sensoriali periferiche. Di conseguenza, quando dormiamo, in genere non siamo consapevoli di suoni, luci e altre sensazioni, il che ci aiuta a dormire bene.

"Osservando che il TRN nel nostro modello animale era meno attivo che negli animali senza la condizione, abbiamo studiato la possibilità che un TRN tranquillo possa essere una ragione delle interruzioni del sonno che sono comuni nelle persone con MA", ha detto il primo autore dott. Rohan Jagirdar, istruttore del Chin Lab.

I ricercatori hanno iniziato determinando se i topi con MA si svegliavano più spesso dei topi senza la malattia durante le normali ore di sonno. Usando un sistema senza fili per registrare l'attività cerebrale degli animali, i ricercatori hanno scoperto che, in effetti, i topi con MA si svegliavano il 50% in più rispetto ai topi non-MA. Inoltre, i topi con MA dormivano meno della quantità normale di sonno a onde lente, il sonno riparatore profondo durante il quale vengono eliminati dal cervello i prodotti di scarto e i metaboliti. Ciò è stato osservato nelle prime fasi della progressione della malattia, prima che gli animali sviluppassero deficit di memoria.

"Questa scoperta è rilevante per la condizione umana, poiché la ricerca ha dimostrato che la frammentazione del sonno e altri disturbi del sonno nelle persone cognitivamente normali sono associate a un aumento del rischio di MA", ha detto la Chin. "Quando i topi MA sono invecchiati, raggiungendo da 3 a 5 mesi, il loro sonno ha continuato a essere interrotto e hanno anche presentato deficit di memoria".

TRN silenzioso collegato al carico di placca Aβ

Nell'animale modello di MA, i livelli misurabili di Aβ hanno iniziato ad apparire nel cervello quando i topi hanno raggiunto circa un mese di età ed è cominciato il deposito di placche a circa 6 mesi.

"Abbiamo valutato se la frammentazione del sonno e la riduzione dell'onda lenta del sonno che abbiamo osservato nel nostro topo modello di MA potrebbero essere associate all'accumulo di Aβ nelle fasi successive, esaminando i topi a 6-7 mesi di età", ha detto Jagirdar. "Abbiamo scoperto che l'entità della frammentazione del sonno era direttamente correlata al carico di placca nel cervello dei topi MA di 6 mesi".

Presi insieme, questi risultati mostrano che i topi con MA presentano interruzioni nel sonno che potrebbero influenzare l'accumulo di proteine ​​coinvolte nella progressione della malattia.

In più la Chin, Jagirdar e i loro colleghi hanno analizzato i tessuti postmortem di pazienti che avevano il MA, un lieve deterioramento cognitivo o nessuna di queste condizioni. Hanno scoperto che, come avevano trovato nel topo modello, i neuroni nel TRN dei pazienti di MA avevano segni di essere stati meno attivi se confrontati con i controlli. Inoltre, il cervello dei pazienti MA con il TRN meno attivo aveva una deposizione più alta di placca Aβ. Queste scoperte supportano la possibilità di una relazione tra la riduzione dell'attività del TRN e l'aumento dell'accumulo di proteine causative nel MA.

Riattivare il TRN potrebbe migliorare la condizione?

Attraverso un sistema chemogenetico, una tecnologia che consente di attivare chimicamente cellule specifiche, il team ha attivato i neuroni TRN nel modello animale. Dopo un singolo giro di attivazione chemogenetica del TRN, i topi con MA si sono svegliati meno spesso e hanno trascorso più tempo nel sonno a onda lenta, segni di miglioramento dell'attività del sonno.

"È stato entusiasmante vedere che, dopo aver ricevuto quotidianamente l'attivazione chemogenetica del TRN per un mese, i topi MA hanno mostrato attivazione sostenuta dei neuroni TRN, miglioramenti coerenti nel sonno e, importante, riduzione dell'accumulo di Aβ", ha detto la Chin.

I ricercatori sottolineano che, sebbene questo approccio sembra migliorare l'interruzione del sonno e una deposizione di Aβ in questo topo modello di MA, non tutti i disturbi del sonno coinvolgono il TRN.

"I disturbi del sonno sono associati a un certo numero di disturbi e sorgono da diverse cause", ha spiegato Jagirdar. "Puntare il TRN potrebbe non essere efficace se il disturbo del sonno è dovuto a cause non correlate, come l'apnea ostruttiva del sonno o la sindrome delle gambe irrequiete".

"I nostri risultati dicono che l'attivazione selettiva del TRN è un intervento terapeutico promettente per migliorare i disturbi del sonno e rallentare l'accumulo di Aβ nel MA", ha detto la Chin.