Ricerche

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Un nuovo studio, pubblicato su Nature, guidato da un team internazionale, che include la dott.ssa Naomi Habib e Gilad Green della Hebrew University of Jerusalem, il dott. Philip L. de Jager e il dott. Vilas Menon della Columbia University di New York, il dott. David Bennett della Rush di Chicago e il dott. Hyun-Sik Yang della Harvard University, ha scoperto informazioni cruciali sulla dinamica cellulare che contribuisce all'invecchiamento del cervello e agli eventi cellulari che portano all'inizio e alla progressione del morbo di Alzheimer (MA).

Creando una delle maggiori risorse nel campo dell'invecchiamento del cervello, mappando oltre 1,65 milioni di cellule di 437 cervelli invecchiati e sviluppando nuovi algoritmi di apprendimento automatico (AI), il team di ricerca ha svelato percorsi cellulari specifici dell'invecchiamento del cervello, fornendo una base per lo sviluppo di terapie personalizzate che puntano il MA.

Mappare l'invecchiamento del cervello: vedere più da vicino le cellule cerebrali

Questo studio ha adottato un approccio dettagliato per mappare l'ambiente cellulare del cervello, analizzando un insieme unico di dati di 1,65 milioni di profili di sequenziamento dell'RNA a nucleo singolo dalla corteccia prefrontale di 437 anziani della coorte ROSMAP della Rush. Con tutti questi dati, i ricercatori sono riusciti a individuare gruppi specifici di cellule gliali e neuronali legate a tratti del MA.

Inoltre, lo studio è arrivato alle dinamiche complesse all'interno delle cellule cerebrali nel progredire dell'invecchiamento e della malattia, usando un nuovo algoritmo chiamato BEYOND per modellare queste dinamiche. Questo approccio ha rivelato due percorsi distinti di invecchiamento cerebrale, ciascuno contrassegnato da cambiamenti coordinati graduali in gruppi distinti di cellule del cervello, che i ricercatori hanno definito 'comunità cellulari'.

È interessante che abbiano dimostrato che uno di questi percorsi finisce nel MA, e gradualmente alla demenza caratterizzata dalla perdita di memoria e dal declino cognitivo, mentre l'altro rappresenta una forma di invecchiamento cerebrale più sano e non-MA. I ricercatori prevedono che questi cambiamenti cellulari, che iniziano presto - prima di qualsiasi segnale clinico di demenza - determinano attivamente il destino del cervello che invecchia e la progressione della malattia.

Scoperte Importanti nel MA

Il MA è caratterizzato da patologie cerebrali caratteristiche, con la classica teoria amiloide che descrive la cascata di eventi che si ritiene seguiranno la progressione della malattia, a partire dall'accumulo di placche di amiloide-β, che causano poi l'accumulo di grovigli di neurofilamenti tossici, provocando infine danni neuronali sostanziali e sintomi della demenza clinica.

Le cellule gliali, come le microglia e gli astrociti, sono cellule di supporto che sono fondamentali per la corretta funzione del cervello e delle cellule neuronali, ma si recente si è suggerito che prendono parte della cascata che porta al MA. Ad esempio, uno studio pubblicato su Nature Neuroscience nel 2023, guidato dalla stessa squadra del laboratorio della Habib, ha gettato le basi scientifiche per scoperte su comunità cellulari specifiche e cellule gliali relative al MA.

Una scoperta chiave di quello studio è l'identificazione di cellule gliali specifiche che si ritiene contribuiscano alla progressione della malattia. Il presente studio ha scoperto due diversi sottoinsiemi di cellule microgliali, entrambi collegati a un metabolismo lipidico alterato: uno è considerato dal team la guida dell'accumulo di placche amiloide-β, la patologia iniziale che caratterizza il MA, mentre si crede che l'altro guidi l'accumulo successivo di grovigli di neurofilamenti.

Il team ha anche messo in evidenza un gruppo di astrociti che influenza direttamente il declino cognitivo, chiarendo meglio le complesse interazioni tra le diverse cellule cerebrali nella progressione del MA e evidenziando il ruolo chiave delle cellule gliali nel suo decorso.

Impatto sullo sviluppo di trattamenti personalizzati

"Le intuizioni di questa ricerca chiariscono ulteriormente come si sviluppa il MA, fin dalle prime fasi, che non era stato possibile misurare finora senza il nostro grande insieme di dati e l'approccio algoritmico unico", ha affermato la dott.ssa Habib. "Identificando le cellule specifiche coinvolte in ogni singolo percorso dell'invecchiamento cerebrale, del MA e dell'invecchiamento alternativo, abbiamo spianato la strada all'identificazione precoce delle persone a rischio di MA e alla creazione di trattamenti mirati per ogni forma di invecchiamento cerebrale, per promuovere un invecchiamento sano".

I risultati formano una base cellulare per comprendere i diversi percorsi che portano al MA. Questa conoscenza è vitale per lo sviluppo di trattamenti personalizzati che possono agire a livello cellulare, cambiando potenzialmente il decorso della malattia.