Ricerche

Un nuovo studio della University of California di San Diego dimostra che il blocco anche di un singolo piccolissimo vaso sanguigno nel cervello può danneggiare i tessuti nervosi e perfino modificare il comportamento della persona.

Ma queste conseguenze possono essere attenuate da un farmaco già in uso, indicando la possibilità di una cura capace di rallentare la progressione della demenza associata a un danno cumulato ai minuscoli vasi sanguigni che alimentano le cellule del cervello.

Una singola arteriola, evidenziata in giallo, penetra dalla superficie del cervello in alto nell'immagine, in una colonna del tessuto cerebrale. Un nuovo studio ha dimostrato che il blocco di un singolo vaso sanguigno, può danneggiare il cervello e portare a un difetto cognitivo mirato. (Credit: David Kleinfeld Lab, UC San Diego)

Il team riferisce i risultati nell'edizione del 16 Dicembre di Nature Neuroscience anticipata on line. "Il cervello è incredibilmente denso di vascolarizzazione. E' sorprendente che il blocco di un piccolo vaso possa avere un impatto percepibile sul comportamento di un topo", ha detto Andy Y. Shih, autore principale dello studio, completato quand'era borsista post-dottorato in fisica della UC San Diego, mentre è ora assistente professore alla Medical University of South Carolina.

Lavorando con i ratti, Shih e colleghi hanno usato la luce laser per coagulare il sangue in punti precisi all'interno di piccoli vasi sanguigni che, partendo dalla superficie del cervello, penetrano nel tessuto neurale. Quando hanno esaminato il cervello, una settimana dopo, hanno visto dei piccoli fori che ricordano i danni diffusi visti di solito durante l'autopsia del cervello di pazienti con demenza.

Queste micro-lesioni sono troppo piccole per essere rilevate dalla MRI (risonanza magnetica) convenzionale, che ha una risoluzione di circa un millimetro. Quasi due dozzine di questi piccoli vasi entrano nel cervello per ogni millimetro quadrato della superficie del cervello. "Si discute se tale tipo di danno abbia delle conseguenze, anche se la marea di prove è cresciuta con il miglioramento della diagnostica umana", ha detto David Kleinfeld, professore di fisica e neurobiologia, che guida il gruppo di ricerca.

Per vedere se tali micro-danni possono cambiare il comportamento, gli scienziati hanno addestrato dei ratti assetati, a saltare da una piattaforma all'altra nel buio, per prendere l'acqua. I topi saltano prontamente se possono raggiungere la seconda piattaforma con una zampa o col loro muso, o si allungano di più per toccarla con i baffi. Molti ratti possono essere addestrati a fare affidamento su un unico baffo se gli altri vengono tagliati, ma se non riescono a percepire la piattaforma lontana, allora non si muovono.

"I baffi sono allineati in righe e ognuno è collegato a un punto specifico del cervello", ha detto Shih. "Addestrandoli ad usare un solo baffo, siamo stati in grado ad abbinare un comportamento a una piccola parte del cervello". Quando Shih ha bloccato singoli microvasi che alimentano una colonna di cellule cerebrali che rispondono ai segnali del baffo rimanente, i ratti hanno ancora raggiunto la piattaforma lontana, ma solo se il divario era piccolo; quando l'hanno allargato al di là della portata del loro muso, i topi hanno rinunciato.

Il farmaco memantina approvato dalla FDA, prescritto per rallentare un aspetto del declino della memoria associato all'Alzheimer, ha migliorato questi effetti. I ratti che hanno avuto il farmaco hanno superato una distanza superiore al baffo, e il loro cervello ha mostrato un minor numero di segni di danneggiamento. "Questi dati ci mostrano, per la prima volta, che anche un piccolo ictus può portare a invalidità", ha dichiarato Patrick D. Lyden, co-autore dello studio e presidente del dipartimento di neurologia al Cedars-Sinai Medical Center di Los Angeles. "Temo che piccoli ictus nei nostri pazienti contribuiscano - nel lungo periodo - a malattie come la demenza e l'Alzheimer", ha detto, aggiungendo che "sono necessari strumenti migliori per confermare se i pazienti umani subiscono danni alla memoria dai micro-sanguinamenti".

"Abbiamo usato strumenti potenti dalla fisica biologica, molti sviluppati nel laboratorio di Kleinfeld alla UC San Diego, per collegare l'ictus alla demenza su una scala, mai così piccola in precedenza, dei singoli vasi sanguigni e delle cellule", ha detto Shih. "Nella mia nuova posizione alla Medical University of South Carolina, ho previsto di lavorare sui modi per migliorare l'individuazione di micro-lesioni nei pazienti umani con la risonanza magnetica. In questo modo i medici possono essere in grado di diagnosticare e trattare prima la demenza".

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Fonte: Materiale della University of California - San Diego, via EurekAlert!, a service of AAAS.

Riferimento: Andy Y Shih, Pablo Blinder, Philbert S Tsai, Beth Friedman, Geoffrey Stanley, Patrick D Lyden & David Kleinfeld. The smallest stroke: occlusion of one penetrating vessel leads to infarction and a cognitive deficit. Nature Neuroscience, 2012; DOI: 10.1038/nn.3278.

Pubblicato in ScienceDaily il 16 Dicembre 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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