Ricerche

Sistema di drenaggio venoso del cervelloConosci qualcuno con il morbo di Alzheimer (MA)? Ci sono buone probabilità che la risposta a questa domanda sia "sì", dal momento che il MA è uno dei disturbi più comuni dell'età negli Stati Uniti [ndt: e non solo]. È anche la quinta causa di morte tra gli over-65.

Ma per quanto possa essere pervasiva la malattia, uno dei suoi sintomi più riconoscibili - un declino pronunciato della funzione cognitiva - è isolato dal MA.

Un lieve deterioramento cognitivo, e persino la demenza, possono essere una parte normale dell'invecchiamento e possono comportare gravi implicazioni per l'autonomia e la qualità della vita di un anziano. Sia il MA che la demenza legata all'età sono notoriamente difficili da trattare, in parte a causa della mancanza di comprensione di queste malattie da parte degli scienziati.

Ora la ricerca di un team collaborativo di neuroscienziati e ingegneri della Virginia Tech e dell'Università della Virginia sta mettendo in luce i meccanismi dell'invecchiamento cerebrale sottostanti e le malattie neurologiche associate. Il team è guidato da Jonathan Kipnis, preside di neuroscienze all'Università della Virginia.

Lo studio, pubblicato questa settimana su Nature, ha dimostrato che i vasi meningei linfatici nel cervello, scoperti nel 2014 da diversi membri dello stesso gruppo, hanno un ruolo essenziale nel mantenere una sana omeostasi nel cervello che invecchia e potrebbero essere un nuovo bersaglio per il trattamento.

I ricercatori hanno scoperto che questi vasi drenano il fluido dal sistema nervoso centrale nei linfonodi cervicali e la disfunzione di tale drenaggio aggrava il declino cognitivo e la patologia del MA. Inoltre, quando i ricercatori hanno trattato topi anziani sani con una molecola che aumenta le dimensioni dei vasi linfatici meningei e il flusso di fluido all'interno di tali vasi, i topi hanno mostrato prestazioni migliori nei compiti di apprendimento e di memoria.

"Invecchiando, il movimento dei fluidi nel cervello rallenta, a volte fino a un ritmo che è la metà di quello che era quando eri più giovane", ha scritto Jennifer Munson, coautrice dello studio e assistente professore nel Dipartimento di Ingegneria Biomedica e Meccanica del Virginia Tech. "Abbiamo scoperto che le proteine ​​responsabili del MA in realtà vengono drenate attraverso questi vasi linfatici nel cervello insieme ad altri detriti cellulari, quindi qualsiasi diminuzione del flusso non fa che influenzare l'accumulo di proteine".

Per vedere se quel flusso può essere manipolato, la Munson e il coautore dello studio Chase Cornelison hanno progettato un idrogel che contiene una molecola chiamata 'fattore di crescita vascolare endoteliale C' (VEGF-C, Vascular Endothelial Growth Factor C).

"Fondamentalmente, questo idrogel diffonde la VEGF-C in tutto il cranio e su quei vasi linfatici nel cervello, facendoli gonfiare", ha detto la Munson. "Insieme ai nostri collaboratori dell'UVA, abbiamo usato la tecnologia MRI per dimostrare che, a seguito di questo trattamento, il flusso di liquidi nel cervello è aumentato e questo sembra avere un effetto positivo sulle capacità cognitive".

Gli idrogel, che sono di solito usati nella ricerca per fornire proteine ​​o molecole a un sito specifico sul corpo, trovano frequenti applicazioni nell'ingegneria dei tessuti, nella guarigione delle ferite e nella ricerca sulle cellule staminali. "L'idrogel stesso in questo studio non è nuovo, ma l'applicazione lo è", ha detto la Munson. "I nostri risultati hanno mostrato che un giorno questo metodo potrebbe essere usato come potenziale trattamento per alleviare gli effetti non solo del MA, ma anche di altri disturbi cognitivi legati all'età".

In effetti, ha osservato Munson, i topi più anziani con normali abilità cognitive con problemi di età hanno sperimentato i maggiori guadagni di memoria e di apprendimento dal trattamento. Cornelison, ricercatore postdottorato in ingegneria biomedica alla Virginia Tech, ha detto che lui e la Munson sperano di usare idrogel simili in studi futuri come metodo non invasivo per alterare il flusso nel cervello.

"Vogliamo caratterizzare la risposta cellulare a questi cambiamenti nel flusso", ha detto. "Sappiamo che l'aumento del flusso in questi vasi sembra aumentare la funzione cognitiva, ma non sappiamo perché. Perché il flusso più lento è un problema? È perché hai un minore trasporto di sostanze nutritive o un aumento dell'accumulo di rifiuti? Al di fuori del MA, non siamo veramente sicuri di cosa potrebbe esserci in quel fluido che sta causando un declino cognitivo normale, correlato all'età".

La Munson, che studia il flusso nei fluidi e nello spazio pieno di matrice che circonda le cellule, chiamato 'spazio interstiziale', pensa che le risposte a quelle domande potrebbero trovarsi a monte delle principali vie di drenaggio del cervello: "Al momento tutti sono veramente concentrati sul flusso principale nel cervello, o sul movimento generale del flusso nel cervello", ha detto la Munson. "Ma per capire veramente i meccanismi del perché il flusso è legato agli esiti cognitivi, dobbiamo guardare a ciò che sta accadendo intorno ai neuroni e agli astrociti, tutte cellule che sono nel cervello".

Poiché il laboratorio della Munson lavora con il flusso di fluido interstiziale, lei dice che il suo team ha già i sistemi in atto per compiere il prossimo passo: "Questo è ciò che siamo pronti a fare", ha detto. "Siamo entusiasti di andare avanti".