La corteccia prefrontale dorsolaterale (blu e rosso) è più grande e collegata ad una funzionalità migliore nei portatori di una copia della variante del gene Klotho. Illustrazione di Michael Griffin KellyI portatori di una variante del gene associato alla longevità hanno la parte anteriore del cervello coinvolta nella pianificazione e nel processo decisionale con un volume più grande, secondo dei ricercatori della University of California di San Francisco.

Questi risultati rafforzano la scoperta precedente, che le persone di mezza età e quelle anziane portatrici di una sola copia dell'allele Klotho (chiamato KL-VS) ottengono risultati migliori su una vasta gamma di test cognitivi.

Quando hanno modellato il KL-VS nei topi, hanno trovato che questo rafforza le connessioni tra i neuroni e migliora l'apprendimento e la memoria.

Il Klotho codifica una proteina, chiamata klotho, che viene prodotta nei reni e nel cervello e regola molti processi diversi nel corpo. Circa una persona su cinque portano una sola copia del KL-VS, che aumenta i livelli di Klotho ed è associata ad una maggiore durata di vita e ad una migliore funzione cardiaca e renale. Una piccola minoranza, circa il 3 per cento, ha due copie, fatto associato ad una durata di vita più breve.

Esaminata parte della corteccia prefrontale

In questo studio, pubblicato il 27 gennaio in Annals of Clinical and Translational Neurology, i ricercatori hanno scansionato il cervello di 422 uomini e donne over-53 cognitivamente normali, per vedere se la dimensione di ogni zona del cervello si correla con la presenza di una copia dell'allele, di due o di nessuna.

Essi hanno scoperto che la variante del gene Klotho è predittiva della dimensione di una regione chiamata corteccia prefrontale dorsolaterale destra (rDLPFC), che è particolarmente vulnerabile all'atrofia nell'invecchiamento. Il deterioramento in questo settore può essere uno dei motivi per cui gli anziani hanno difficoltà a sopprimere le informazioni che distraggono e a fare più di una cosa alla volta.

I ricercatori hanno scoperto che la rDLPFC si riduce con l'età in tutti e tre i gruppi, ma quelli con una copia di KL-VS - circa un quarto del gruppo di studio - hanno un volume maggiore rispetto sia ai non portatori che a quelli con due copie. I ricercatori hanno anche scoperto che la dimensione della rDLPFC predice quanto vanno bene i tre gruppi sui test cognitivi, come la memoria di lavoro - la capacità di mantenere una piccola quantità di informazioni appena acquisite in mente - e la velocità di elaborazione. Entrambi i test sono considerati buone misurazioni della capacità di pianificare e di prendere decisioni, controllate dalla rDLPFC.

"Sappiamo da molto tempo che le persone perdono le capacità cognitive invecchiando, ma ora stiamo cominciando a capire che dei fattori come il klotho possono dare una spinta e conferire resilienza nell'invecchiamento", ha detto l'autore senior Dena Dubal, MD, PhD, assistente professore di neurologia alla UCSF e la docente in invecchiamento e malattie neurodegenerative. "La variante genetica del Klotho potrebbe aiutare a predire la salute del cervello e permetterci di trovare dei modi per proteggere le persone dalle malattie devastanti che ci capitano invecchiando, come l'Alzheimer e le altre forme di demenza".

Dimensione maggiore significa funzionalità migliore

Da test statistici, i ricercatori hanno concluso che i maggiori volumi della rDLPFC presenti nei portatori di un'unica copia di KL-VS rappresentano solo il 12 per cento dell'effetto complessivo che ha la variante sulle abilità testate.

Tuttavia, l'allele può avere altri effetti sul cervello, come ad esempio aumentare i livelli, o cambiare le azioni, della proteina klotho per enfatizzare la plasticità sinaptica, o le connessioni tra i neuroni. In un precedente esperimento, hanno trovato che l'aumento del klotho nei topi potenzia l'azione di un recettore cellulare cruciale per formare ricordi.

"L'area del cervello rafforzata dalla variante genetica del Klotho è vulnerabile all'invecchiamento e a diverse malattie psichiatriche e neurologiche, compresa la schizofrenia, la depressione, l'abuso di sostanze e la demenza frontotemporale", ha detto Jennifer Yokoyama, PhD, primo autore e assistente professore di neurologia alla UCSF. "In questo caso, una dimensione più grande significa una funzionalità migliore. Sarà importante determinare se la spinta strutturale associata alla presenza di una copia del KL-VS può compensare i deficit cognitivi causati dalla malattia".

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Altri autori dello studio sono Virginia Sturm, Luke Bonham, Joel Kramer e Bruce Miller della UCSF; Eric Klein e Giovanni Coppola della University of California di Los Angeles; Lei Yu e David Bennett della Rush University; e Konstantinos Arfanakis della Rush e dell'Illinois Institute of Technology.

Lo studio è stato finanziato dalla Larry L. Hillblom Foundation, dal National Institute on Aging, dalla American Federation for Aging Research, dalla Coulter-Weeks Foundation e dalla Bakar Foundation.

Fonte: Laura Kurtzman in University of California, San Francisco  (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti:  Jennifer S. Yokoyama, Virginia E. Sturm, Luke W. Bonham, Eric Klein, Konstantinos Arfanakis, Lei Yu, Giovanni Coppola, Joel H. Kramer, David A. Bennett, Bruce L. Miller, Dena B. Dubal. Variation in longevity geneKLOTHOis associated with greater cortical volumes. Annals of Clinical and Translational Neurology, 2015; DOI: 10.1002/acn3.161

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