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Singoli neuroni danneggiati possono provocare un effetto domino

Singoli neuroni danneggiati possono provocare un effetto dominoIl moscerino della frutta, modello usato per lo studio delle malattie neurodegenerative.

La scomparsa dell'olfatto può essere il segno di una malattia come l'Alzheimer o il Parkinson. Tuttavia, a differenza di quanto si era ipotizzato in precedenza, le degenerazioni generali nel sistema nervoso non hanno un ruolo di primo piano nella perdita dell'olfatto con l'aumentare dell'età, ma sono decisive le singole cellule nervose o le classi di nervi.


Alcune cellule nervose (neuroni) o classi di neuroni nel cervello sembrano invecchiare più velocemente di altre. Ad esempio, la perdita dell'olfatto è uno dei primi segni clinici dell'invecchiamento naturale. Questa può essere accompagnata da una malattia neurodegenerativa come il Morbo di Alzheimer (MA).


"L'età è il principale fattore di rischio per l'insorgenza di MA o di Parkinson", dice la prof.ssa Ilona Grunwald Kadow dell'Università Tecnica di Monaco (TUM), "solo una piccola parte di queste malattie sono causate da motivi genetici noti".


La domanda è: perché alcuni neuroni invecchiano più velocemente di altri? Perché alcuni sono più sensibili? Ed è il danno a certi tipi di neuroni la ragione per cui le reti nervose intere non funzionano più correttamente?


Un nuovo studio condotto sotto la direzione della Prof.ssa Grunwald Kadow, in collaborazione con i gruppi del Prof. Julien Gagneur (TUM), del Prof. Stephan Sigrist (Libera Università di Berlino) e del Prof. Nicolas Gompel (LMU), con l'uso dei moscerini della frutta, organismo modello genetico, mostra ora come invecchia la capacità olfattiva di questi animali e quanto questo assomigli al processo di invecchiamento del sistema olfattivo umano.


Come gli umani, il moscerino della frutta perde il suo potere olfattivo con l'invecchiamento. Sono stati identificati diversi geni e meccanismi chiave che contribuiscono a questa degenerazione associata all'invecchiamento.

 

Quali neuroni sono interessati?

Nella fase successiva, gli scienziati hanno esaminato se sono interessati tutti o solo dei neuroni specifici del circuito olfattivo. Il team ha scoperto che alcuni neuroni sono più sensibili di altri e declinano più velocemente durante l'invecchiamento.


Hanno determinato che lo stress ossidativo altera principalmente dei tipi specifici di neuroni, provocando il graduale collasso nel funzionamento dell'intera rete neurale. Lo stress ossidativo produce troppi composti reattivi di ossigeno nella cellula o nel tessuto, che possono causare danni temporanei o permanenti e un invecchiamento accelerato.


È interessante notare che, se si previene la formazione di questi composti reattivi dell'ossigeno solo in questo tipo di neuroni, questo blocca completamente la perdita di olfatto: i moscerini anziani percepiscono di nuovo gli odori proprio come i loro giovani conspecifici.


Ciò suggerisce che la degenerazione correlata all'età potrebbe essere ritardata significativamente prevenendo il danno ossidativo solo in uno o in pochi tipi di neuroni.

 

Ma cosa può ridurre gli effetti dello stress ossidativo?

Un test con un antiossidante, nella forma di parecchie settimane di somministrazione di resveratrolo nei moscerini più giovani, ha dimostrato che può contrastare lo stress ossidativo, che si sviluppa durante l'invecchiamento.


Questo trattamento sembrava proteggere i neuroni particolarmente sensibili e contribuiva così a mantenere la funzione dei neuroni ad essi connessi all'interno della rete neurale. Negli anziani tali trattamenti potrebbero aiutare a ritardare l'insorgere di malattie neurodegenerative associate all'invecchiamento.


Un altro fattore possibile, che potrebbe avere un ruolo nel processo di invecchiamento, è il microbioma intestinale. Potrebbe essere coinvolto nella progressione del Parkinson. La Grunwald Kadow e il suo team hanno quindi testato anche l'effetto di specifici microbioti sull'invecchiamento olfattivo nei moscerini della frutta con il risultato di scoprire che alcuni batteri hanno un effetto positivo e rallentano la neurodegenerazione olfattiva.


Secondo la Prof.ssa Grunwald Kadow, queste scoperte e ulteriori esperimenti in corso nel moscerino modello possono aiutare a spianare la strada a terapie e percorsi terapeutici più mirati e nuovi, in cui, tra le altre cose, nella somministrazione ci sarebbe la combinazione tra farmaci o microbiota.

 

 

 


Fonte: Technical University of Munich (TUM) (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Ashiq Hussain, Atefeh Pooryasin, Mo Zhang, Laura F Loschek, Marco La Fortezza, Anja B Friedrich, Catherine-Marie Blais, Habibe K Üçpunar, Vicente A Yépez, Martin Lehmann, Nicolas Gompel, Julien Gagneur, Stephan J Sigrist, Ilona C Grunwald Kadow. Inhibition of oxidative stress in cholinergic projection neurons fully rescues aging-associated olfactory circuit degeneration in Drosophila. eLife, 2018; 7 DOI: 10.7554/eLife.32018

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