Ricerche
Un singolo trauma cranico può condurre all'Alzheimer
Uno studio, eseguito sui topi e utilizzando campioni post-mortem del cervello di pazienti affetti da Alzheimer, ha scoperto che un singolo evento di una lesione cerebrale traumatica (TBI) moderata-grave può compromettere le proteine che regolano un enzima associato con l'Alzheimer.
Il documento, pubblicato su The Journal of Neuroscience, individua i complessi meccanismi che si traducono in un rapido e robusto aumento post-infortunio di un enzima (BACE1) nel cervello. Questi risultati possono portare allo sviluppo di un trattamento farmacologico che influenza questa meccanismo per rallentare la progressione dell'Alzheimer.
"Un trauma cranico moderato-grave è uno dei più forti fattori di rischio ambientali per l'Alzheimer. Un trauma cranico grave può portare ad una disfunzione nella regolazione dell'enzima BACE1. Aumenti del livello di questo enzima provocano l'aumento di beta-amiloide, il componente chiave delle placche cerebrali associate alla demenza senile e all'Alzheimer", ha detto il primo autore Kendall Walker (foto a sinistra), PhD, socio post-dottorato al dipartimento di neuroscienze della School of Medicine della Tufts University (TUSM).
Basandosi sul suo lavoro precedente, la neuroscienziata Giuseppina Tesco, MD, PhD, della Tufts University School of Medicine (TUSM), ha guidato un team di ricerca che per primo ha utilizzato un modello in vivo per determinare come un singolo episodio di TBI potrebbe alterare il cervello. Nella fase acuta (primi due giorni) dopo un trauma, i livelli di due proteine intracellulari di trasporto (GGA1 e GGA3) vengono ridotti, e si osserva una elevazione del livello dell'enzima BACE1.
Successivamente, in un'analisi post-mortem di campioni di tessuto cerebrale di pazienti con Alzheimer, i ricercatori hanno scoperto che i livelli di GGA1 e GGA3 si stati ridotti, mentre i livelli di BACE1 erano più elevati nel cervello dei pazienti con Alzheimer rispetto al cervello di persone senza la malattia, suggerendo una possibile associazione inversa.
In un ulteriore esperimento utilizzando un ceppo di topi geneticamente modificati per esprimere il livello ridotto di GGA3 osservato nel cervello dei pazienti con Alzheimer, il team ha scoperto che una settimana dopo una lesione traumatica cerebrale, i livelli di BACE1 e beta-amiloide si sono mantenuti elevati anche quando i livelli di GGA1 erano tornati alla normalità. La ricerca suggerisce che i livelli ridotti di GGA3 fossero gli unici responsabili dell'aumento dei livelli di BACE 1 e quindi della costante produzione di beta-amiloide osservata nella fase sub-acuta di sette giorni dopo l'infortunio. "Quando le proteine sono a livelli normali, lavorano come team di pulizia per il cervello, regolando la rimozione di enzimi BACE1 e facilitando il loro trasporto ai lisosomi all'interno delle cellule del cervello, una zona della cellula in cui si scompone e si rimuove l'eccesso di materiale cellulare. I livelli degli enzimi BACE1 possono essere stabilizzati quando i livelli delle due proteine sono basse, probabilmente a causa di una interruzione del processo di smaltimento naturale di un enzima", ha detto la Tesco (foto a sinistra), assistente professore di neuroscienze alla Tufts School of Medicine e membro del programma di neuroscienze della facoltà alla Sackler School of Graduate Biomedical Sciences alla Tufts.
"Abbiamo scoperto che GGA1 e GGA3 agiscono in sinergia per regolare il BACE1 dopo l'infortunio. L'identificazione di questa interazione può fornire un bersaglio a farmaci per regolare terapeuticamente l'enzima BACE1 e ridurre la deposizione di beta-amiloide nei pazienti di Alzheimer", ha continuato. "I nostri prossimi passi puntano a confermare questi risultati in campioni post-mortem del cervello di pazienti affetti da lesioni cerebrali traumatiche moderate-gravi".
Le TBI moderate-gravi sono causate il più delle volte da traumi, come cadute o gravi incidenti stradali, che provocano una perdita di coscienza. Non tutti i traumi alla testa diventano TBI. Secondo i Centers for Disease Control and Prevention, ogni anno 1,7 milioni di persone subiscono un trauma cranico. Le commozioni cerebrali, la forma più lieve di trauma cranico, rappresentano circa il 75% di tutte le TBI. Studi hanno collegato il trauma cranico ripetuto alla malattia del cervello e alcuni studi precedenti hanno collegato i singoli eventi di trauma cerebrale a malattie del cervello, come l'Alzheimer. L'Alzheimer interessa attualmente ben 5,1 milioni gli americani ed è la causa più comune di demenza negli adulti dopo i 65 anni.
Altri autori sullo studio sono Eugene Kang, MPH, assistente di ricerca al dipartimento di neuroscienze del TUSM, Michael Whalen, MD, PhD, Centro di Neuroscienze e Dipartimento di Pediatria al Massachusetts General Hospital e professore associato alla Harvard Medical School, e Yong Shen, MD, PhD, del Center for Advanced Therapeutic Strategies for Brain Disorders al Roskamp Institute. Questo studio è stato finanziato dal National Institute on Aging (AG033016 # e # AG025952) e dal Cure Alzheimer's Fund.
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Fonte: Materiale della Tufts University, via Newswise.
Riferimento: Walker KR, Kang EL, Whalen MJ, Shen Y, Tesco G. Depletion of GGA1 and GGA3 mediates post-injury elevation of BACE1. The Journal of Neuroscience, July 25, 2012 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.5491-11.2012.
Pubblicato in ScienceDaily il 24 Luglio 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.
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