Ricerche

Un nuovo modello cellulare sviluppato da scienziati del Van Andel Institute (VAI), della Lund University e dell'Università di Firenze consentirà ai ricercatori di comprendere meglio come progredisce il morbo di Alzheimer (MA) nel cervello.

Riassunto grafico dello studio di Pomeshchik et al.

Il MA, come altre malattie neurodegenerative, è difficile da studiare: è immensamente complesso, si sviluppa per un lungo periodo di tempo e varia da persona a persona. Gli scienziati mancano anche di tecniche non invasive per monitorare la progressione della malattia nel cervello umano. Perciò si basano spesso su modelli che imitano la malattia, e consentono di tracciare come la malattia si sviluppa e influenza il cervello.

"Affinché i modelli funzionino, devono riflettere da vicino il modo in cui la malattia progredisce nella vita reale. Il nostro nuovo modello replica molte sfaccettature chiave di questo processo", ha affermato Laurent Roybon PhD, professore associato del VAI. "Un punto di forza di questo lavoro è l'uso di linee cellulari di persone con MA, che aiuta a rispecchiare meglio il processo di malattia reale nel nostro modello".

Lo studio, pubblicato su Acta Neuropathologica Communications, vede come primo autore Yuriy Pomeshchik PhD della Lund University, e come autore senior Roybon che era professore associato alla Lund prima di entrare al VAI nel 2022. Il nuovo modello sfrutta le cellule staminali pluripotenti (iPSC), cellule adulte che sono riprogrammate in uno stato precedente 'blank slate' (lavagna vuota).

Da lì, gli scienziati possono indurre queste cellule a diventare altri tipi di cellule, come i neuroni. Questa potente tecnica consente agli scienziati di studiare le cellule cerebrali umane che condividono lo stesso ambiente genetico della persona da cui derivano. Tuttavia, studiare queste cellule al di fuori del microambiente del cervello presenta un'altra difficoltà: le cellule cerebrali beneficiano di un ecosistema strettamente regolato che promuove la loro salute e funzione.

Per risolvere questo problema, il team ha usato iPSC derivate da persone con MA per generare cellule cerebrali. Queste cellule sono state quindi innestate nel cervello di topi di tipo selvatico con immuno-deficienza e monitorate nello sviluppo delle patologie caratteristiche del MA: placche proteiche e grovigli, infiammazione, disfunzione mitocondriale e capacità delle patologie di spostarsi nel cervello.

I ricercatori hanno scoperto che il modello replicava con successo cambiamenti critici nei percorsi cerebrali che potrebbero in seguito portare alla formazione di placche amiloidi, nonché cambiamenti associati alla malattia nelle cellule vicine, un segno che la patologia della malattia può diffondersi da una cellula all'altra. L'analisi proteomica ha anche rivelato cambiamenti che accompagnano la progressione dalle fasi precoci a quelle avanzate della malattia.

Il nuovo modello affronta un problema centrale nella ricerca di MA: sebbene i modelli cellulari e di topo abbiano a lungo aiutato nello studio della malattia, la combinazione dei due modelli riflette più accuratamente lo sviluppo e la progressione nell'uomo. Tali modelli sono chiamati 'modelli chimerici' e combinano i punti di forza di entrambi i sistemi modello.

I prossimi passi, ha affermato Roybon, sono monitorare il modo in cui la patologia cellulare si sviluppa per un periodo di tempo più lungo e studiare come la patologia differisce in base alle varie mutazioni genetiche che contribuiscono al MA. Inoltre, il team prevede di affrontare i limiti del loro nuovo modello, come la generazione di iPSC che riflettono più specificamente le popolazioni cellulari in regioni specifiche del cervello