Il morbo di Alzheimer (MA) potrebbe essere trattato meglio, grazie a una scoperta rivoluzionaria sulle proprietà dei metalli nel cervello coinvolti nella progressione della condizione neurodegenerativa, ottenuta da una collaborazione internazionale di ricerca che comprende l'Università di Warwick.

La dott.ssa Joanna Collingwood, della Università di Warwick, ha fatto parte di un gruppo di ricerca che ha caratterizzato le specie di ferro associate alla formazione di placche di proteine ​​amiloidi nel cervello umano, i gruppi anormali di proteine ​​nel cervello. La formazione di queste placche è associata alla tossicità che provoca la morte di cellule e tessuti, portando a un deterioramento mentale nei pazienti di MA.

Il gruppo ha scoperto che nelle placche delle proteine ​​amiloidi del cervello con MA, sono presenti molte specie di ferro chimicamente ridotte, inclusa la proliferazione di un ossido di ferro magnetico chiamato magnetite, che non si trova di solito nel cervello umano. Il team aveva dimostrato in precedenza che questi minerali possono formarsi quando il ferro e la proteina amiloide interagiscono tra loro.

Grazie a capacità di misurazione avanzate in strutture con sincrotrone a raggi X in GB e negli USA, tra cui la beamline I08 del Diamond Light Source nell'Oxfordshire, il team ha ora prove dettagliate che questi processi hanno luogo nel cervello degli individui con MA. Hanno anche fatto osservazioni uniche sulle forme di minerali di calcio presenti nelle placche amiloidi.

Comprendere il significato di questi metalli sulla progressione del MA potrebbe portare a terapie future più efficaci che combattono la malattia alla radice.

La dott.ssa Joanna Collingwood, professore associato della Facoltà di Ingegneria dell'Università di Warwick ed esperta in analisi di metalli in traccia, scansioni ad alta risoluzione e disturbi neurodegenerativi, ha commentato:

"Il ferro è un elemento essenziale nel cervello, quindi è fondamentale capire l'influenza della sua gestione nel MA. Le tecniche avanzate a raggi X che abbiamo usato in questo studio hanno prodotto un cambiamento radicale nel livello di informazioni che possiamo ottenere sulla chimica del ferro nelle placche amiloidi. Siamo entusiasti di avere queste nuove informazioni sull'influenza della placca amiloide sulla chimica del ferro nel cervello umano, poiché i nostri risultati coincidono con gli sforzi di altri per curare il MA con farmaci che modificano il ferro".

Il team, guidato da una collaborazione tra l'Università di Warwick e la Keele University e che comprende ricercatori dell'Università della Florida e dell'Università del Texas di San Antonio, ha fatto la sua scoperta estraendo nuclei di placca amiloide da due pazienti deceduti con diagnosi formale di MA. I ricercatori hanno analizzato i nuclei della placca usando la microscopia a raggi X all'avanguardia della Advanced Light Source di Berkeley (USA) e della beamline I08 al sincrotrone Diamond Light Source nell'Oxfordshire, per determinare le proprietà chimiche dei minerali al suo interno.

Hanno anche analizzato lo stato magnetico delle specie di ferro nelle placche per confermare la presenza di vari minerali di ferro tra cui la magnetite di ossido di ferro magnetico. Il team di ricerca propone che le interazioni tra ferro e amiloide che producono le specie di ferro chimicamente ridotte, inclusa la magnetite, possano spiegare la tossicità che contribuisce allo sviluppo e alla progressione del MA.

Reazioni allo studio

La dott.ssa Sara Imarisio, responsabile ricerca di Alzheimer's Research UK, ha dichiarato:

"Ci sono molte teorie su ciò che scatena i processi patologici del MA nel cervello, ed è molto probabile che sia causato da una combinazione di diversi fattori. Sappiamo che le placche amiloidi caratteristiche presenti nel cervello delle persone con MA contengono anche altri costituenti, il ferro è uno dei tanti. Non è ancora chiaro quale sia la rilevanza di ogni singolo componente nella formazione delle placche o nella progressione della malattia.

"Mentre questo studio ha delineato una tecnica di ricerca interessante, ha esaminato il cervello solo di due persone morte con MA molto avanzato, ed è molto difficile trarre conclusioni generali sulla malattia da questa ricerca. Applicare strumenti di ricerca nuovi e potenti in modo robusto è fondamentale per far progredire le nostre conoscenze scientifiche e gli studi futuri che utilizzano questo metodo potrebbero aiutarci a capire meglio le malattie come il MA".

Il prof. Martin Rossor, direttore nazionale ricerca sulla demenza del NIHR, degli Ospedali di University College London e professore di neurologia clinica, alla UCL, ha dichiarato:

"Questo è uno studio tecnicamente elegante che rivela forme anormali di ferro e calcio nelle placche amiloidi di due pazienti con MA. Ci sono molte diverse proteine ​​e metalli che si attaccano ai depositi anormali delle proteine ​​amiloidi e questo studio fa avanzare la nostra comprensione di questi. Tuttavia, non dimostra che questo è il meccanismo con cui muoiono le cellule cerebrali nella malattia. Si dovrà fare molto più lavoro per dimostrare che questo meccanismo è comune nel MA piuttosto che solo in due individui, e che è il ferro anomalo a causare un danno piuttosto essere un risultato della stessa malattia".