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Nell'Alzheimer è l'eccesso di proteine tau a danneggiare il GPS del cervello
Questa è una cellula di griglia della corteccia entorinale (CE) del cervello di topo, che sta 'sparando' ripetutamente e uniformemente in un modello a griglia. Quando un topo si muove nel suo ambiente, si attivano le cellule di griglia, e ognuna rappresenta una posizione specifica. Questo crea un sistema triangolare di coordinate che di orientarsi nello spazio. L'accumulo di proteina tau nel cervello di un topo modello di Alzheimer ha dimostrato di interrompere la funzione delle cellule di griglia, causando problemi con la navigazione. I risultati spiegano perché i malati di Alzheimer tendono a vagare e a perdersi. (Fonte: Lab of Karen Duff, PhD, Columbia University Medical Center)Ricercatori della Columbia University hanno scoperto che il disorientamento spaziale che porta molti pazienti con Alzheimer a vagare è causato da un accumulo di proteina tau nelle cellule nervose di navigazione [=spostamento, orientamento] nel cervello.
La scoperta, fatta sui topi, potrebbe portare a test diagnostici precoci per la malattia ed evidenziare nuovi bersagli per il trattamento di questo sintomo comune e preoccupante.
Lo studio è stato pubblicato ieri online sulla rivista Neuron.
Si stima che circa tre persone con Alzheimer su cinque vagano e si perdono, di solito nei primi stadi della malattia, lasciandoli vulnerabili alle lesioni. I ricercatori sospettano che questi problemi siano originati nella zona del cervello chiamata 'corteccia entorinale' (CE).
La CE ha un ruolo chiave nella memoria e nella navigazione ed è tra le prime strutture cerebrali interessate dalla formazione di grovigli neurofibrillari che sono in gran parte composti di tau, un segno distintivo dell'Alzheimer. "Fino ad ora, nessuno è riuscito a dimostrare come la patologia tau possa portare a difficoltà di navigazione", ha detto uno degli autori, Karen E. Duff PhD, professoressa di patologia e biologia cellulare (in psichiatria e al Taub Institute for Research on Alzheimer's Disease and the Aging Brain) alla Columbia.
La Dott.ssa Duff e i suoi colleghi hanno concentrato gli studi sulle cellule di griglia eccitatorie, un tipo di cellule nervose della CE che 'spara' in risposta al movimento nello spazio, creando mappe interne di tipo griglia dell'ambiente di una persona. I ricercatori hanno effettuato registrazioni elettrofisiologiche delle cellule di griglia di topi anziani, compresi quelli progettati per esprimere tau nella CE (topi CE-tau) e controlli normali, mentre si muovevano in ambienti diversi.
I compiti cognitivi spaziali hanno rivelato che i topi CE-tau vanno significativamente peggio dei controlli, suggerendo che la tau altera le funzioni delle cellule di griglia e contribuisce al deficit di apprendimento e memoria spaziale, secondo un altro autore, Abid Hussaini PhD, assistente professore di neurobiologia (in Patologia e Biologia Cellulare e all'Istituto Taub).
L'analisi istopatologica dettagliata del cervello del topo ha rivelato che solo le cellule eccitatorie, e non quelle inibitorie, sono uccise o compromesse dalla proteina tau, che probabilmente provoca meno 'spari' nelle cellule di griglia. "Sembra che la patologia tau risparmi le cellule inibitorie, disturbi l'equilibrio tra cellule eccitatorie e inibitorie e disallinei i campi di griglia degli animali", ha detto un altro autore, Hongjun Fu PhD, scienziato di ricerca associato all'Istituto Taub, che ha guidato gli studi immunoistologici e comportamentali.
"Questo studio dimostra chiaramente che la patologia tau, iniziando nella corteccia entorinale, può portare a deficit di 'sparo' delle cellule di griglia ed è sottostante al deterioramento della cognizione spaziale che vediamo nell'Alzheimer umano", ha detto Eric Kandel MD, premio Nobel, professore universitario e professore di scienza del cervello alla Columbia. "Si tratta di un classico progresso nella comprensione delle prime fasi dell'Alzheimer".
"Questo studio è il primo a dimostrare un legame tra cellule di griglia e Alzheimer", ha detto Edvard E. Moser, premio Nobel e direttore del Kavli Institute for Systems Neuroscience all'Università Norvegese di Scienza e Tecnologia. "Questi risultati saranno fondamentali per i futuri tentativi di comprendere lo sviluppo dei primi sintomi dell'Alzheimer, compresa la tendenza a vagare e perdersi".
I risultati sollevano la possibilità che il disorientamento spaziale possa essere trattato correggendo questo squilibrio attraverso la stimolazione transcranica, la stimolazione cerebrale profonda, o la terapia basata sulla luce.
"Abbiamo molto da imparare sulle cellule di griglia e come influenzano l'Alzheimer", ha detto Gustavo A. Rodriguez PhD, ricercatore post-dottorato dell'Istituto Taub e co-autore della ricerca. "Non sappiamo ancora quale percentuale di cellule di griglia sane sono necessarie per una corretta navigazione o se questo sistema è recuperabile una volta che è compromesso".
"Nel frattempo", ha detto la dott.ssa Duff, "i nostri risultati suggeriscono che potrebbe essere possibile sviluppare test cognitivi basati sulla navigazione per diagnosticare l'Alzheimer nelle fasi iniziali. E se saremo in grado di diagnosticare precocemente la malattia, potremo cominciare le terapie prima, quando possono avere un impatto maggiore".
Fonte: Columbia University Medical Center via EurekAlert! (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Karen E. Duff et al. Tau Pathology Induces Excitatory Neuron Loss, Grid Cell Dysfunction and Spatial Memory Deficits Reminiscent of Early Alzheimer's Disease. Neuron, January 2017 DOI: 10.1016/j.neuron.2016.12.023
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