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Nanoparticelle possono rilevare l'Alzheimer con la risonanza magnetica
Sezione del cervello di un topo transgenico per EA che mostra accumuli di placche amiloidi (verde) e ferritina (rosso). Fonte: ACS Chem. Neurosci.
La presenza di depositi di ferro nel cervello è una delle caratteristiche istopatologiche dei pazienti con morbo di Alzheimer (MA).
Prendendo questo come base, un team di ricercatori di varie istituzioni - guidato da Milagros Ramos, del Center for Biomedical Technology (CTB) del Politecnico di Madrid (UPM) - ha sviluppato un nuovo agente di contrasto per la risonanza magnetica, basato su nanoparticelle magnetiche funzionalizzate, che potrebbe fungere da biomarcatore per la diagnosi precoce di questa malattia. Questo risultato potrebbe aprire la strada a nuove ricerche per ottenere metodi di diagnosi precoce e non invasiva di questa malattia neurodegenerativa, cosa che oggi non è possibile.
Il MA è una malattia neurodegenerativa progressiva che colpisce circa 47 milioni di pazienti in tutto il mondo. Allo stato attuale, la diagnosi definitiva della malattia è possibile solo dopo la morte del paziente, quando la presenza di grovigli e placche amiloidi può essere determinata nel parenchima cerebrale mediante tecniche istologiche. Le attuali pratiche diagnostiche includono valutazioni della storia del paziente per rilevare i cambiamenti nel comportamento, insieme a test neuropsichiatrici e di neuroscansione che facilitano la diagnosi di MA probabile.
Oggi, i migliori biomarcatori assodati per l'individuazione e il monitoraggio del MA sono: misurazione del peptide amiloide-beta e della tau nel liquido cerebrospinale, la risonanza magnetica per valutare l'atrofia ippocampale e il tasso ridotto del metabolismo del glucosio, e l'accumulo di peptide amiloide-beta nel cervello, valutato mediante tomografia ad emissione di positroni (PET) con fluorodeoxyglucose e composto di Pittsburgh B, rispettivamente.
Nessuno di questi metodi, da solo o in combinazione, fornisce un'elevata precisione della diagnosi precoce della patologia o non è molto adeguato per seguire il decorso della malattia mediante l'uso di radioisotopi. Pertanto, si stanno attualmente cercando intensamente biomarcatori che indicano la presenza del MA con metodi non invasivi.
L'immagine della risonanza magnetica ha una risoluzione spaziale maggiore rispetto al PET e, in aggiunta, ha il vantaggio di non usare radiotraccianti. Diversi gruppi di ricerca sono riusciti a visualizzare gli accumuli di placche di peptidi di amiloide-beta nel cervello dei topi transgenici modello della malattia, usando il contrasto endogeno delle placche attribuito ad un alto contenuto di ferro ad essi associato.
La presenza di depositi di ferro nel cervello dei pazienti con MA è una delle caratteristiche istopatologiche associate alla malattia. Tuttavia, la necessità di un'alta concentrazione di ferro accumulato e i tempi lunghi necessari per acquisire le immagini rendono impossibile applicare questa tecnica per una diagnosi precoce della malattia. Pertanto, sembra necessario sviluppare agenti di contrasto che consentano una maggiore sensibilità nella risonanza magnetica per rilevare gli accumuli incipienti di ferro associati a placche amiloidi nel cervello di pazienti con MA.
Al fine di avanzare in questa ricerca di biomarcatori non invasivi per la diagnosi precoce del MA, il Dr. Milagros Ramos del CTB-UPM ha guidato un gruppo che comprendeva anche ricercatori del Centro di Biologia Molecolare Severo Ochoa (UAM-CSIC), della Università Carlos III, del Institute of Health Research Gregorio Maranon e del Centro Ricerca Biomedica in Rete di Salute Mentale (CIBERSAM) e di quello di Bioingegneria, Biomateriali e Nanomedicina (CIBER-BBN).
Nel loro studio, hanno descritto la maggiore presenza di ferro, e della proteina che lo immagazzina (ferritina), in un'area dell'ippocampo di topi transgenici modello di MA. Questi accumuli di ferro e ferritina si osservano intorno alle placche amiloidi caratteristiche della malattia.
Questa scoperta è servita a sviluppare un mezzo di contrasto per la scansione a risonanza magnetica basato sulla funzionalizzazione di nanoparticelle magnetiche con un anticorpo che riconosce la ferritina. In questo modo hanno dimostrato, attraverso l'analisi istologica, che il nuovo nanoconiugato si lega specificamente agli accumuli di ferritina presenti nei topi transgenici di MA.
Secondo Milagros Ramos, "l'accumulo di nanoparticelle funzionalizzate nella zona indicata produce una diminuzione significativa in alcuni valori ottenuti con la risonanza magnetica, indicando che il nuovo agente di contrasto sarebbe utile in futuro per la diagnosi precoce patologia non invasiva mediante risonanza magnetica".
Fonte: Universidad Politécnica de Madrid (> Spanish text) - Traduzione di Google Translate.
Riferimenti: Tamara Fernández, Alberto Martínez-Serrano, Lorena Cussó, Manuel Desco, Milagros Ramos-Gómez. Functionalization and Characterization of Magnetic Nanoparticles for the Detection of Ferritin Accumulation in Alzheimer’s Disease. ACS Chem. Neurosci., 2018, 9 (5), pp 912–924 DOI: 10.1021/acschemneuro.7b00260
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