Prove indicano che l'accumulo di proteine amiloidi-beta, che formano le placche presenti nel cervello dei malati di Alzheimer, è fondamentale per lo sviluppo della malattia. E non solo la quantità, ma anche la qualità dei peptidi amiloidi-beta è fondamentale per l'insorgenza dell'Alzheimer.

La malattia è attivata da uno squilibrio tra due diverse specie di amiloidi: nei pazienti di Alzheimer, c'è una riduzione nel livello relativo di amiloide-beta 40 (quello sano), rispetto al 42 (dannoso).

Ora il dottor Inna Slutsky della Facoltà di Medicina Sackler dell'Università di Tel Aviv e della Scuola Sagol di Neuroscienze, con il borsista postdottorato Dr. Iftach Dolev e la dottoranda Hilla Fogel, hanno scoperto due caratteristiche importanti dei circuiti cerebrali che impattano questo equilibrio fondamentale.

I ricercatori hanno scoperto che i modelli di impulsi elettrici (chiamati "spikes", picchi) sotto forma di impulsi ad alta frequenza e le proprietà filtranti delle sinapsi sono cruciali per la regolazione del rapporto tra amiloide-beta 40 e 42. Le sinapsi che trasferiscono le informazioni dei picchi di impulsi migliorano il rapporto tra amiloide-beta 40 e 42. Questo rappresenta un importante progresso nel capire che i circuiti del cervello regolano la composizione delle proteine amiloidi-beta, mostrando che la malattia non è guidata solo da mutazioni genetiche, ma pure da meccanismi fisiologici. I loro risultati sono stati pubblicati recentemente sulla rivista Nature Neuroscience.

Gli impulsi ad alta frequenza nel cervello sono fondamentali per la plasticità del cervello, l'elaborazione delle informazioni, e la codifica della memoria. Per verificare la connessione tra i modelli di impulso e la regolazione del rapporto amiloide-beta 40/42, il dottor Dolev ha inviato impulsi elettrici nell'ippocampo, una regione del cervello coinvolta nell'apprendimento e nella memoria.

Quando si aumenta il tasso di impulsi singoli alle basse frequenze nelle fettine di ippocampo di ratto, i livelli di amiloide-beta 42 e 40 crescono, ma il rapporto 40/42 rimane lo stesso. Però quando lo stesso numero di impulsi è distribuito con raffiche ad alta frequenza, avviene un aumento della produzione di amiloide-beta 40. Inoltre i ricercatori hanno scoperto che solo le sinapsi che ottimizzano il trasferimento codificato dagli impulsi, contribuiscono a far pendere la bilancia a favore dell'amiloide-beta 40.

Ulteriori indagini condotte da Fogel hanno rivelato che la connessione tra i modelli di picchi e il tipo di amiloide-beta prodotto potrebbe ruotare intorno a una proteina chiamata presenilina. "Ipotizziamo che i cambiamenti negli schemi temporali dei picchi nell'ippocampo possono innescare cambiamenti strutturali nella presenilina, portando a deficit di memoria precoci in persone con Alzheimer sporadico", spiega il Dott. Slutsky.

Secondo il Dr. Slutsky, diversi tipi di cambiamenti e di esperienze ambientali - compresa l'esperienza sensoriale ed emozionale - possono modificare le proprietà delle sinapsi e modificare i modelli dello spiking (dei picchi di impulsi elettrici) nel cervello.

Ricerche precedenti avevano suggerito che un ambiente ricco di stimoli potrebbe essere un fattore che contribuisce a prevenire lo sviluppo dell'Alzheimer, proprio come cruciverba, puzzle e simili sembrano stimolare il cervello e ritardare l'insorgenza del morbo.

In questo studio, i ricercatori hanno scoperto che i cambiamenti nelle esperienze sensoriali regolano anche le proprietà sinaptiche, che portano ad un aumento dell'amiloide-beta 40.

Nella fase successiva, il Dr. Slutsky e il suo team hanno come obiettivo la manipolazione dei modelli di attività in specifici percorsi dell'ippocampo di modelli di Alzheimer per verificare se è possibile impedire l'avvio del deterioramento cognitivo. La capacità di monitorare le dinamiche dell'attività sinaptica negli esseri umani sarebbe un passo in avanti per la diagnosi precoce dell'Alzheimer ad esordio sporadico.

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Fonte:  American Friends of Tel Aviv University.

Riferimento: Iftach Dolev, Hilla Fogel, Hila Milshtein, Yevgeny Berdichevsky, Noa Lipstein, Nils Brose, Neta Gazit, Inna Slutsky. Spike bursts increase amyloid-β 40/42 ratio by inducing a presenilin-1 conformational change. Nature Neuroscience, 2013; DOI: 10.1038/nn.3376.

Pubblicato in Science Daily il 18 Aprile 2013 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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