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Le vescicole che intrappolano l'amiloide sembrano anche contribuire all'Alzheimer
Le vescicole, sacche piene di liquido che producono le cellule del cervello che intrappolano l'amiloide (una caratteristica dell'Alzheimer), sembrano anche contribuire alla malattia, riferiscono degli scienziati.
Gli scienziati del Medical College of Georgia all'Augusta University scrivono nel Journal of Neuroscience che, riducendo la produzione di queste vescicole, chiamate esosomi, si potrebbe contribuire a ridurre la quantità di amiloide e di lipidi che si accumulano, rallentare la progressione della malattia e proteggere la cognizione.
"Quando hanno di fronte l'amiloide, gli astrociti (cellule cerebrali abbondanti che supportano i neuroni) iniziano a produrre esosomi, per catturarlo e neutralizzarlo", ha dichiarato il Dr. Erhard Bieberich, neuroscienziato del Dipartimento di Neuroscienze e Medicina Rigenerativa e autore corrispondente dello studio. "Se affolli gli astrociti con amiloide, attivi una risposta aggressiva. Gli astrociti felici, d'altra parte, non producono esosomi".
Non diversamente da una discarica, i veri problemi iniziano quando le sacche biologiche vengono riempite troppo. In tale volume e vicinanza ai neuroni, gli esosomi cominciano a interferire con la comunicazione e la loro nutrizione, i neuroni smettono di funzionare bene e alla fine cominciano a morire, uno scenario che si adatta alla progressione della malattia, secondo Bieberich.
Gli scienziati del MCG hanno seguito il processo in un modello animale con diverse mutazioni genetiche presenti nei tipi di Alzheimer familiare e che producono placche cerebrali fin dai primi anni di vita. Un gruppo di topi è stato anche programmato geneticamente per produrre una forma non funzionale dell'enzima sfingomielinasi-2 neutro.
L'amiloide attiva anche questo enzima che converte un altro lipide (sfingomielina) in ceramide, un componente della membrana cellulare del cervello che sappiamo essere particolarmente elevato nell'Alzheimer. Infatti, con la malattia, il cervello ha una quantità due/tre volte superiore del lipide noto per la sua capacità di ammorbidire la pelle.
Gli scienziati del MCG hanno scoperto che gli esosomi prodotti dagli astrociti accelerano la formazione di amiloide-beta e bloccano la sua eliminazione nel modello animale di Alzheimer. I topi maschi, che erano anche sfingomielinasi-deficienti, hanno sviluppato un minor numero di placche ed esosomi, hanno prodotto meno ceramide e sono risultati migliori nei test cognitivi.
Per ragioni che non sono chiare, i topi di sesso femminile non traggono benefici simili, ha detto Bieberich, notando che l'Alzheimer tende ad essere più aggressivo nelle donne. Il suo lavoro precedente aveva dimostrato che i topi femmina hanno livelli elevati di anticorpi in risposta ai livelli di ceramide elevati, contribuendo ulteriormente alla malattia.
Il suo nuovo lavoro fornisce la prima prova che i topi le cui cellule cerebrali non producono il maggior numero di esosomi sono in qualche modo protetti dall'accumulo eccessivo di placca, che è il segno distintivo del morbo. E indica anche che i farmaci che inibiscono la secrezione di esosomi possono essere una terapia efficace per l'Alzheimer, ha detto Bieberich. Le attuali strategie per prevenire la formazione della placca non hanno avuto successo, scrivono i ricercatori.
"Qui dimostriamo chiaramente che la sfingomielinasi è causale nel produrre ceramide, generando esosomi e placche", ha detto Bieberich. Lui e il suo team stanno già testando diversi farmaci somministrati ai pazienti per ragioni diverse dall'Alzheimer, che riescono anche a inibire la sfingomielinasi e, infine, la produzione di ceramide e esosomi.
All'interno del cervello, la ceramide è un componente importante della membrana cellulare, ma quando è troppa, inizia a raccogliersi negli esosomi, combinandosi con l'amiloide per formare un aggregato dirompente e infine mortale. Infatti, gli scienziati del MCG potevano vedere la ceramide e l'amiloide raggruppate insieme nel cervello dei topi senza soppressione della sfingomielinasi, implicando inoltre una stretta associazione.
In uno scenario che sembra chiudere il cerchio, Bieberich ha dimostrato che nell'Alzheimer c'è una forma più breve, e "cattiva", della ceramide che riveste le antenne degli astrociti. Di norma le antenne aiutano gli astrociti a concentrarsi sulla cura dei neuroni. Ma la versione più corta, che secondo lui contribuisce alla malattia, vede gli astrociti rinunciare al loro ruolo di custode, sperperando le loro energie su se stessi e iniziando a dividersi.
Bieberich e la sua squadra sono già alla ricerca di altri scatenanti degli esosomi, come le cellule immunitarie che producono infiammazione (citochine) e il trauma fisico. I livelli di ceramide sono stati proposti come biomarcatore precoce di Alzheimer poichè sono evidenza di esosomi positivi all'amiloide nel sangue.
Fonte: Augusta University via MedicalXpress (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Michael B. Dinkins, John Enasko, Caterina Hernandez, Guanghu Wang, Jina Kong, Inas Helwa, Yutao Liu, Alvin V. Terry Jr., and Erhard Bieberich. Neutral Sphingomyelinase-2 Deficiency Ameliorates Alzheimer's Disease Pathology and Improves Cognition in the 5XFAD Mouse. The Journal of Neuroscience, 17 August 2016, 36(33): 8653-8667; doi: 10.1523/JNEUROSCI.1429-16.2016
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