Una nuova ricerca condotta alla Northeastern University suggerisce che l'Alzheimer può non progredire a mò di domino, come vuole la conoscenza attuale, con un evento molecolare che innesca la formazione di placche in tutto il cervello.

Può invece progredire come uno spettacolo pirotecnico, con fiammate singole che lanciano ciascuna una placca.

Lo studio, guidato da Lee Makowski, professore e preside del Dipartimento di Bioingegneria, è stato pubblicato Giovedi sulla rivista Scientific Reports.

"Credo che la scoperta ci possa dare un nuovo modo di pensare la base molecolare della progressione dell'Alzheimer", spiega Makowski. "Una volta fatto questo, è possibile iniziare a fare le domande giuste su come prevenirlo".

Pur colpendo diversi milioni di persone nel mondo, molta parte delle cause e dei meccanismi che guidano la progressione dell'Alzheimer rimane ignota. La malattia inizia di solito con la morte delle cellule del cervello ("neuroni") in una parte del cervello e poi, nel tempo, si diffonde lentamente ad altre aree.

Le fibrille di amiloide (sottili fili rigidi di proteine ​​aggregati) si accumulano in queste aree di morte neuronale, incollandosi insieme per formare placche dense. "Come ci sono diversi ceppi di un virus, così sembrano esserci diversi ceppi di fibrille", spiega Makowski. "E' sorprendente che i diversi ceppi abbiano la stessa composizione chimica, ma strutture tridimensionali diverse".

Conoscenze delle terapie

E' su queste strutture che si è concentrato il team di Makowski, in collaborazione con ricercatori del Massachusetts General Hospital e dell'Advanced Photon Source dell'Argonne National Laboratory.

Makowski e l'ex associato di ricerca Jiliang Liu PhD'15, hanno scansionato fettine di tessuto cerebrale recuperate durante l'autopsia di quattro persone con Alzheimer e di uno senza storia di demenza, con un fascio di raggi X di soli 5 micron di diametro. Poi hanno ricostruito l'immagine delle strutture fibrose all'interno delle placche, dalle migliaia di modelli di diffrazione che hanno raccolto.

Poiché le fibrille si auto-propagano, i ricercatori hanno ipotizzato che tutte le fibrille in un dato cervello siano dello stesso ceppo e quindi abbiano la stessa struttura. Questo ha portato alla supposizione che un singolo evento molecolare faccia iniziare il loro accumulo in placche e i successivi passi a cascata della malattia.

"I nostri dati non erano coerenti con questa ipotesi", dice Makowski. "Abbiamo riscontrato che fibrille con strutture distintamente diverse possono accumularsi nello stesso cervello, anche in placche molto vicine l'una all'altra. Questo suggerisce fortemente che non c'è un evento che avvia la formazione di fibrille in tutto il cervello, ma molti. La nostra ricerca indica che è la condizione in cui si formano le fibrille che si propaga lentamente nel cervello e fa scattare un evento di iniziazione distinto per ogni placca".

Pensate ad un fronte freddo in viaggio verso sud dal Massachusetts alla Virginia. Piove ogni dove sulla costa orientale. Quando la condizione è proprio sul Massachusetts, cioè quando la temperatura scende a 0°C, la pioggia si trasforma in neve (l'evento di iniziazione). In Virginia, tuttavia, non c'è neve fino a una settimana dopo, quando la temperatura scende al punto di congelamento. Come nel cervello, sono le condizioni a guidare l'evento.

"Questa scoperta è importante perché cambia il nostro modo di pensare alla progressione della malattia", spiega Makowski. "Ci dà un nuovo punto di vista da cui partire per sviluppare ipotesi circa le condizioni che portano alla formazione di fibrille e placche".

I ricercatori hanno inoltre dimostrato che la struttura delle fibrille può variare in base alla storia clinica di una persona. Ad esempio, le fibrille di una donna che NON aveva esibito segni di demenza prima della morte erano nettamente diverse da quelle che si trovano nelle altre, che hanno avuto l'Alzheimer.

"Questo può significare che alcuni ceppi di fibrille sono associati con la malattia, mentre altri non lo sono", dice Makowski. "Distinguere tra di loro può fornire spunti cruciali per lo sviluppo di terapie che rallentano, fermano o invertono la neurodegenerazione associata alla malattia".