Ricerche

I grovigli dannosi della proteina tau punteggiano il cervello delle persone con Alzheimer e molte altre malattie neurodegenerative, tra cui l'encefalopatia traumatica cronica, che affligge i pugili professionisti e i giocatori di football. Tali taupatie, malattie basate sulla tau, possono portare alla perdita di memoria, alla confusione e, in qualche modo, a comportamento aggressivo. Ma non esiste un modo semplice per determinare se i sintomi di una persona sono legati ai grovigli di tau nel cervello.

Adesso, tuttavia, un team guidato da scienziati della Washington University di St. Louis ha trovato un modo per misurare i livelli di tau nel sangue. Il metodo riflette accuratamente i livelli di tau nel cervello che sono di interesse per gli scienziati perché si correlano con i danni neurologici. Lo studio, nei topi e in un piccolo gruppo di persone, potrebbe essere il primo passo verso un test non invasivo per la tau.

Anche se è necessaria un'ulteriore valutazione per le persone, tale test potenzialmente potrebbe essere usato per monitorare rapidamente le malattie basate sulla tau, monitorare la progressione della malattia e misurare l'efficacia dei trattamenti destinati a colpire la tau.

La ricerca è stata pubblicata il 19 aprile in Science Translational Medicine.

"Abbiamo dimostrato che è possibile misurare la tau nel sangue e questo ci dà una visione dello stato della tau nel fluido che circonda le cellule del cervello", ha affermato David Holtzman MD, professore e capo del Dipartimento di Neurologia della Washington Univresity di St. Louis.

La tau è una normale proteina cerebrale coinvolta nel mantenimento della struttura dei neuroni. Ma quando la tau forma grovigli, danneggia e uccide i neuroni vicini. "Le persone con taupatie presentano una vasta gamma di sintomi, perché essenzialmente, dove si aggrega la tau, quella parte del cervello degenera", ha detto Holtzman. "Quindi, se è in una zona di memoria, hai problemi di memoria. Se è in una zona motoria, hai problemi con il movimento".

Un test di screening basato sul sangue, lontano ancora anni, sarebbe un modo relativamente semplice per identificare le persone i cui sintomi possono essere dovuti a problemi con la tau, senza sottoporli a test potenzialmente invasivi, costosi o complicati.

"Non abbiamo alcun test che rifletta accuratamente lo stato della tau nel cervello, che sia rapido e facile per i pazienti", ha detto Holtzman. "Ci sono scansioni del cervello per misurare i grovigli di tau, ma non sono ancora approvate per l'uso nei pazienti. I livelli di tau possono essere misurati nel liquido cerebrospinale che circonda il cervello e il midollo spinale, ma per arrivare a quel liquido bisogna fare un prelievo spinale, che è invasivo".

Nel cervello, la maggior parte delle proteine ​​tau sono all'interno delle cellule, alcune sono nei grovigli e il resto rimane nel fluido tra le cellule. Tale fluido viene costantemente lavato dal cervello nel sangue, e la tau con esso. Tuttavia, la proteina viene eliminata dal sangue non appena arriva lì, quindi i livelli, pur rilevabili, in genere rimangono molto bassi.

Holtzman, il ricercatore post-dottorato Kiran Yanamandra PhD e lo studente Tirth Patel, insieme ai colleghi di C2N Diagnostics, AbbVie, Università della California di San Francisco e Texas Health Presbyterian Hospital, ha ragionato che se potessero tenere più a lungo la tau nel sangue, la proteina si accumulerebbe a livelli misurabili. L'accumulo della proteina prima della misurazione del suo livello potrebbe ingrandire - ma non distorcere - le differenze tra individui, allo stesso modo in cui l'ingrandimento della foto di un granello di sabbia a fianco di un grano di riso non ne modifica la loro dimensione relativa, ma rende più facile misurare la differenza tra di loro.

I ricercatori hanno iniettato una quantità nota di proteina tau direttamente nelle vene dei topi e hanno monitorato la rapidità con cui la proteina è scomparsa dal sangue. I ricercatori hanno dimostrato che metà della proteina normalmente scompare in meno di nove minuti. Quando hanno aggiunto un anticorpo che si lega alla tau, la mezza vita della tau è stata estesa a 24 ore. L'anticorpo è stato sviluppato nei laboratori di Holtzman e Marc Diamond, dell'Università del Texas Southwestern Medical Center, ed è attualmente in licenza alla C2N Diagnostics, che collabora con l'azienda farmaceutica AbbVie allo sviluppo della tecnologia.

Per determinare se l'anticorpo può amplificare i livelli di tau nel sangue di un animale in modo sufficiente da essere misurato con facilità, hanno iniettato l'anticorpo nei topi. Entro due giorni, i livelli di tau nel sangue del topo sono aumentati fino alla gamma facilmente individuabile. L'anticorpo ha agito come una lente d'ingrandimento, amplificando i livelli di tau in modo che le differenze tra gli individui potessero essere visti più facilmente.

Anche i livelli di tau nel sangue delle persone sono aumentati drasticamente in presenza dell'anticorpo. I ricercatori hanno somministrato l'anticorpo a quattro persone con una taupatia nota come la paralisi supranucleare progressiva. I loro livelli di tau nel sangue sono aumentati di 50-100 volte entro 48 ore. "È come uno stress test", ha detto Holtzman. "Sembra che stiamo trovando la capacità di vedere che cosa viene dal cervello perché l'anticorpo amplifica le differenze prolungando il tempo in cui la proteina rimane nel sangue".

La misurazione dei livelli di tau nel sangue è utile solo se riflette i livelli di tau nel cervello, dove la proteina fa i danni, hanno detto i ricercatori. Livelli sia elevati che bassi di tau nel fluido che circonda il cervello potrebbero essere un segno di pericolo. L'encefalopatia traumatica cronica e l'Alzheimer sono entrambe associate ad livelli alti di tau solubile, mentre si pensa che la paralisi supranucleare progressiva e altre malattie genetiche tau siano associate a livelli bassi.

Per vedere se la tau elevata nel cervello si riflette nel sangue, i ricercatori hanno trattato i topi con una sostanza chimica che ferisce i neuroni. La sostanza chimica provoca la liberazione di tau dai neuroni morenti, aumentando così i livelli di tau nel fluido che circonda le cellule. Gli scienziati hanno visto un aumento corrispondente di tau nel sangue in presenza dell'anticorpo anti-tau.

Per abbassare i livelli di tau, i ricercatori si sono rivolti a topi geneticamente modificati che, mentre invecchiano, hanno sempre meno tau che galleggia nel loro fluido cerebrospinale. Tali topi a 9 mesi avevano livelli di Tau significativamente inferiori nel loro sangue rispetto ai topi di 3 mesi con la stessa modificazione genetica, dimostrando di nuovo la capacità dell'anticorpo di riflettere i livelli di tau nel cervello.

"Sarà utile in studi futuri vedere se la misurazione della tau nel sangue dopo il trattamento anticorpale nell'uomo riflette lo stato di tau nel cervello", ha detto Holtzman.