Ricerche

Il cervello del moscerino ha una sezione di mezzo millimetro e contiene circa 100.000 cellule nervose (verdi). Il peptide A-beta forma placche (in rosso) che sono collegate alla morte delle cellule nervose e alle anomalie comportamentali. (Credit: Dr. Stanislav Ott)Una nuova ricerca, su moscerini della frutta con proteine ​​di Alzheimer, ha scoperto che la malattia non ferma il ticchettio dell'orologio biologico, ma lo stacca dal ciclo sonno-veglia che di solito esso regola.

I risultati potrebbero portare a modi più efficaci per migliorare il sonno dei pazienti con Alzheimer.

Essere svegli di notte e sonnecchiare durante il giorno può essere un sintomo precoce angosciante dell'Alzheimer, ma non si sapeva ancora come la malattia sconvolge il nostro orologio biologico, causando questi sintomi. Ora, scienziati di Cambridge hanno scoperto che nel moscerino della frutta con Alzheimer l'orologio biologico continua a ticchettare, ma diventa disaccoppiato dal ciclo sonno-veglia che di solito regola. I risultati, pubblicati su Disease Models & Mechanisms, potrebbero aiutare a sviluppare modi più efficaci per migliorare il sonno nelle persone con la malattia.

Le persone con Alzheimer hanno spesso ritmi biologici disturbati, un fatto che è un peso sia per i pazienti che per i loro caregiver. I periodi di sonno diventano più corti e più frammentati, con conseguenti periodi di veglia durante la notte e pisolini durante il giorno. Essi possono anche diventare inquieti e agitati nel tardo pomeriggio e prima serata, quello che è noto come «sundowning» [sindrome del tramonto].

L'orologio biologico va di pari passo con la vita, e si trova in tutto, dagli organismi monocellulari ai moscerini della frutta e agli esseri umani. E' fondamentale perché permette agli organismi di sincronizzare la loro biologia con i cambiamenti giorno-notte dell'ambiente. Fino ad ora, però, non era chiaro come l'Alzheimer disturbi l'orologio biologico. Il dottor Damian Crowther del Dipartimento di Genetica, uno degli autori dello studio di Cambridge, dice "Volevamo sapere se le persone con Alzheimer hanno un ritmo comportamentale scadente perché il loro orologio si è fermato o perchè hanno smesso di rispondere all'orologio".

Il gruppo ha lavorato con i moscerini della frutta: una specie chiave per studiare l'Alzheimer. L'evidenza suggerisce che il peptide A-beta, una proteina, è alla base per lo meno delle fasi iniziali della malattia nell'uomo. Questo è stato replicato nei moscerini della frutta introducendo il gene umano che produce questo peptide.

Prendendo un gruppo di moscerini sani e un gruppo con questa caratteristica di Alzheimer, i ricercatori hanno studiato i modelli di sonno-veglia, e la qualità di funzionamento del loro orologio biologico. Hanno misurato i modelli di sonno-veglia montando un piccolo raggio infrarosso, simile ai sensori di movimento negli allarmi antifurto, sui tubi di vetro che ospitavano i moscerini. Quando gli animali erano svegli e in movimento, interrompevano il fascio e queste interruzioni nel fascio sono state contate e registrate.

Per studiare l'orologi biologico dei moscerini, i ricercatori hanno attaccato la proteina luciferasi - un enzima che emette luce - ad una delle proteine ​presenti nell'orologio biologico. I livelli della proteina salivano e scendevano durante la notte e il giorno, e la proteina luminescente forniva il modo di tracciare l'orologio interno dei moscerini. "Questo ci ha permesso di vedere il cervello luminescente più luminoso di notte e meno di giorno, e questo è l'orologio biologico evidenziato come un cervello luminoso. E' bello essere in grado di studiare di prima mano, nello stesso organismo, il funzionamento molecolare dell'orologio ed i comportamenti corrispondenti", ha detto il dottor Crowther.

I ricercatori hanno scoperto che i moscerini sani erano attivi durante il giorno e dormivano di notte, mentre quelli con l'Alzheimer dormono e si svegliano in modo casuale. Fondamentalmente, tuttavia, lo schema diurno della proteina marcata con luciferasi erano lo stesso sia nei moscerini sani che in quelli malati, mostrando che l'orologio biologico continua a ticchettare nell'Alzheimer.

"Fino ad ora, l'opinione prevalente era che l'Alzheimer distruggesse l'orologio biologico", ha detto Crowther. "Quello che abbiamo invece dimostrato nei moscerini con Alzheimer è che l'orologio continua a ticchettare, ma viene ignorato da altre parti del cervello e del corpo che governano il comportamento. Se riuscissimo a capire perchè, potremmo sviluppare nuove terapie per contrastare i disturbi del sonno delle persone con Alzheimer".

Il dottor Simon Ridley, direttore della ricerca all'Alzheimer Research UK, che ha contribuito a finanziare lo studio, ha detto: "Capire la biologia che sottende sintomi angosciosi, come i problemi del sonno, è importante per guidare lo sviluppo di nuovi approcci per gestire o trattarli. Questo studio getta altra luce sulle caratteristiche del modo in cui l'Alzheimer influenza i meccanismi molecolari che controllano i cicli di sonno-veglia nei moscerini. Speriamo che questi risultati possano guidare ulteriori studi nelle persone, per garantire che si possano fare progressi a favore del mezzo milione di persone nel Regno Unito che hanno la malattia".

Fonte:  University of Cambridge  (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: K.-F. Chen, B. Possidente, D. A. Lomas, D. C. Crowther. The central molecular clock is robust in the face of behavioural arrhythmia in a Drosophila model of Alzheimer's disease. Disease Models & Mechanisms, 2014; DOI: 10.1242/dmm.014134

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