Ricerche

Scienziati scoprono un legame tra gli effetti protettivi del raffreddamento sul cervello e la prevenzione della neurodegenerazione. L'aumento artificiale dei livelli della proteina RBM3 potrebbe aiutare a evitare l'Alzheimer.

Nella foto un orso che esce dal letargo.

Una ricerca effettuata dagli scienziati della Unità Tossicologica del Medical Research Council (MRC), che ha sede all'Università di Leicester, ha identificato un meccanismo di protezione che entra in gioco quando si abbassa la temperatura del corpo, attivando un processo che impedisce la perdita di cellule cerebrali e le relative connessioni.

Il team del MRC ha scoperto che questo processo di protezione può essere difettoso nelle malattie neurodegenerative come l'Alzheimer, e che contribuisce alla morte delle cellule cerebrali in questi disturbi. Simulando gli effetti del raffreddamento nei topi, gli scienziati hanno svelato un possibile nuovo bersaglio per farmaci che potrebbero proteggere dalla neurodegenerazione.

E' noto da tempo che durante il letargo, quando la temperatura interna di un mammifero si raffredda ben al di sotto della temperatura corporea normale, le sinapsi (le connessioni tra le cellule cerebrali) sono svuotate. Questo permette all'animale di entrare in uno stato di 'torpore', simile a un sonno profondo, ma dove non c'è alcuna attività cerebrale, permettendo all'animale di sopravvivere senza nutrizione per settimane o mesi. Quando l'animale esce dal letargo e si riscalda, si riformano le connessioni tra le cellule cerebrali e risorge nuovamente il numero di sinapsi, ripristinando la normale attività cerebrale.

Sappiamo che negli esseri umani, la riduzione della temperatura corporea (ipotermia) protegge il cervello. Ad esempio, delle persone sono sopravvissute per ore dopo un arresto cardiaco, senza subire danni al cervello, dopo essere cadute nell'acqua ghiacciata. Si usa anche raffreddare artificialmente il cervello dei bambini che hanno subito una perdita di ossigeno alla nascita per proteggerli dai danni cerebrali.

Raffreddamento e ibernazione portano alla produzione di una serie di proteine diverse nel cervello note come proteine da "shock-freddo". Una di queste, la RBM3, è stata associata alla prevenzione della morte delle cellule del cervello, ma non era ancora chiaro in che modo influisce sulla degenerazione e rigenerazione delle sinapsi. Sapere come queste proteine attivano la rigenerazione delle sinapsi potrebbe aiutare gli scienziati a trovare un modo di prevenire la perdita di sinapsi, senza la necessità di raffreddamento effettivo.

In questo studio, i ricercatori hanno ridotto la temperatura corporea di topi sani a 16-18ºC (come quella di un piccolo mammifero in letargo) per 45 minuti. Essi hanno scoperto che anche le sinapsi nel cervello di questi topi, che non vanno in letargo naturalmente, si sono smantellate al raffreddamento e si sono rigenerate nel successivo riscaldamento.

Il team ha poi ripetuto il raffreddamento nei topi allevati per riprodurre le caratteristiche delle malattie neurodegenerative (Alzheimer e malattia prionica) e hanno scoperto che la capacità di rigenerazione delle sinapsi scompare col progredire della malattia, accompagnata dala scomparsa dei livelli di RBM3.

Quando gli scienziati hanno potenziato artificialmente i livelli di RBM3 hanno scoperto che questo da solo è sufficiente a proteggere i topi con Alzheimer e prioni, impedendo l'esaurimento delle sinapsi e delle cellule cerebrali, riducendo la perdita di memoria e estendendo la durata della vita.

I ricercatori hanno quindi potuto concludere che la RBM3, e forse altre proteine da shock-freddo, influisce sulla capacità dei neuroni di rigenerare le sinapsi nelle malattie neurodegenerative, che è essenziale per prevenire la perdita di sinapsi durante la progressione della malattia. Il percorso può essere un obiettivo utile per dei farmaci, così che le cellule cerebrali possano essere conservate senza necessità di raffreddamento.

Il Professor Giovanna Mallucci, che ha guidato il team di ricerca, ha dichiarato: "Sappiamo da tempo che il raffreddamento può rallentare o addirittura impedire danni alle cellule cerebrali, ma ridurre la temperatura corporea è raramente fattibile in pratica: è sgradevole e comporta rischi, quali polmonite e coaguli di sangue. Ma avendo capito che il raffreddamento attiva un processo che impedisce la perdita di cellule cerebrali, possiamo ora lavorare per trovare un mezzo per sviluppare farmaci che possano mimare gli effetti protettivi del freddo sul cervello".

Il professor Hugh Perry, presidente di Neurosciences and Mental Health Board del MRC, che ha finanziato la ricerca, ha dichiarato: "Il percorso neuroprotettivo identificato in questo studio potrebbe essere un importante passo in avanti. Ora dobbiamo trovare qualcosa per riprodurre l'effetto di raffreddamento sul cervello. Proprio come i farmaci anti-infiammatori sono preferibili ai bagni freddi nel ridurre la febbre alta, abbiamo bisogno di trovare farmaci che possono indurre gli effetti dell'ibernazione e dell'ipotermia".

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

Riferimenti: Diego Peretti, Amandine Bastide, Helois Radford, Nicholas Verity, Colin Molloy, Maria Guerra Martin, Julie A. Moreno, Joern Steinert, Tim Smith, David Dinsdale, Anne E. Willisand Giovanna R. Mallucci. RBM3 mediates structural plasticity and protective effects of cooling in neurodegeneration. Nature (2015) doi:10.1038/nature14142

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