Di norma, le cellule del cervello note come microglia (verde) circondano le placche di Alzheimer (blu) per aiutare ad eliminarle, assieme ad altri detriti cellulari, dal cervello. Ma le microglia qui sopra mancano di una proteina chiave coinvolta in questo processo. Si pensa che tale proteina possa essere un obiettivo di trattamento per l'Alzheimer, la sclerosi multipla e altri disturbi neurologici che la nuova ricerca ha collegato alla proteina. (Fonte: Yaming Wang / Bernd Zinselmeyer)Evidenziando un potenziale bersaglio per il trattamento della sclerosi multipla (SM) e dell'Alzheimer, una nuova ricerca suggerisce che l'innesco di una proteina presente sulla superficie delle cellule del cervello può aiutare a rallentare la progressione di queste e altre malattie neurologiche.
Lavorando con topi, due gruppi di ricerca della Washington University di St. Louis hanno collegato, in modo indipendente, la proteina alla capacità di eliminare i detriti dal cervello.
Tali rifiuti si accumulano sia come sottoprodotto di attività mentali quotidiane che come risultato di attacchi mal diretti del sistema immunitario sulle cellule cerebrali.
Se sono presenti troppi detriti nel cervello, e per troppo tempo, essi possono contribuire alle malattie neurologiche.
In uno studio, apparso online il 26 febbraio su Cell, gli scienziati hanno dimostrato che le placche cerebrali di Alzheimer si accumulano più lentamente nei topi che hanno una versione difettosa della proteina TREM2. In un altro, pubblicato il 29 gennaio su Acta Neuropathologica, i ricercatori hanno dimostrato che i topi privi della stessa proteina avevano difficoltà a ripulire i detriti nel cervello prodotti da danni al rivestimento protettivo delle cellule nervose. Si ritiene che il problema sia presente nella SM e in altri disturbi neurologici.
"Eravamo molto interessati a individuare i modi per controllare meccanismi naturali che aiutano a pulire e riparare il cervello, e questi nuovi studi forniscono prove evidenti che la TREM2 potrebbe essere uno di tali obiettivi", ha detto Laura Piccio, MD, PhD, assistente professore di neurologia e autrice senior di uno degli studi.
Gli scienziati stanno cercando i modi per attivare la proteina e rallentare o prevenire i danni causati da disturbi neurologici. Studi precedenti avevano collegato rare forme del gene TREM2 alla demenza ad insorgenza precoce e ad un aumento del rischio di Alzheimer, di Parkinson e di sclerosi laterale amiotrofica (SLA).
Gli scienziati sapevano che la proteina è presente sulle cellule cerebrali chiamate microglia, che aiutano a mantenere in efficienza e a riparare il sistema nervoso centrale. I nuovi studi sono tra i primi a dimostrare chiaramente che la proteina ha un ruolo fondamentale in almeno alcuni di questi processi.
Nell'Alzheimer, l'amiloide-beta (un sottoprodotto del metabolismo cerebrale che viene normalmente eliminato dal cervello) si accumula formando placche. I ricercatori dei laboratori di Marco Colonna, MD, professore di Patologia, e John Cirrito, PhD, professore associato di neurologia, hanno allevato topi privi del gene con topi geneticamente modificati per avere una condizione simile all'Alzheimer.
Il primo autore Yaming Wang, PhD, studioso di ricerca post-dottorato, ha monitorato l'accumulo di placche amiloidi nella prole dei topi mentre invecchiava e ha scoperto che l'assenza del gene accelera notevolmente l'accumulo di placche. "Abbiamo scoperto che le microglia si raggruppano intorno alle placche amiloidi quando è presente la TREM2, probabilmente perché le cellule sono pronte ad assorbire le placche e a decomporle", ha detto Colonna. "Quando manca la TREM2, questo raggruppamento non si verifica".
Nella SM, degli attacchi mal diretti delle cellule immunitarie danneggiano la mielina, un rivestimento protettivo delle cellule nervose, lasciando frammenti di mielina nel tessuto cerebrale. La mancata rimozione tempestiva di questa detriti può peggiorare i danni causati dalla condizione e inibire i meccanismi di riparazione.
Per lo studio sulla SM, la Piccio e i colleghi del John L. Trotter MS Center alla Washington University e del Barnes-Jewish Hospital hanno dato un composto chiamato cuprizone a topi mancanti del gene TREM2. Il cuprizone provoca la perdita di mielina in maniera all'incirca simile a quello visto nelle persone con SM. "Quando diamo a topi normali questa sostanza chimica, essi possono eliminare la maggior parte dei frammenti di mielina dal cervello", ha detto la Piccio. "Ma quando abbiamo dato cuprizone ai topi che non hanno il gene e abbiamo esaminato il loro cervello 4/6/12 settimane più tardi, abbiamo potuto ancora vedere prove di mielina danneggiata".
Dopo l'esposizione al cuprizone anche la coordinazione motoria era significativamente più compromessa in questi topi. Questo può riflettere danni importanti alle cellule cerebrali derivanti dalla presenza persistente di mielina danneggiata nel cervello.
Colonna e i suoi colleghi hanno dimostrato che la TREM2 rileva le molecole associate all'amiloide-beta e ai neuroni danneggiati. Essi credono che la proteina aiuti a impedire alle microglia di autodistruggersi quando i detriti sono eliminati dal cervello.
"Questo è un meccanismo molto comune nelle cellule immunitarie", ha spiegato. "Quando un segnale attiva le cellule immunitarie e cominciano ad attaccare un invasore o a lavorare per riparare un danno, esse iniziano ad usare l'energia molto rapidamente. Se le cellule non ricevono un secondo segnale che conferma la necessità del loro servizio, questo aumento di impiego di energia le ucciderà".
Fonte: Michael C. Purdy in Washington University in St. Louis (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Yaming Wang, Marina Cella, Kaitlin Mallinson, Jason D. Ulrich, Katherine L. Young, Michelle L. Robinette, Susan Gilfillan, Gokul M. Krishnan, Shwetha Sudhakar, Bernd H. Zinselmeyer, David M. Holtzman, John R. Cirrito, Marco Colonna. TREM2 Lipid Sensing Sustains the Microglial Response in an Alzheimer’s Disease Model. Cell, 2015; DOI: 10.1016/j.cell.2015.01.049
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