Ricerche

Lo studio di mappatura cerebrale ha scoperto quali tipi di cellule possono danneggiarsi prima nell'Alzheimer. Fonte: Allen Institute, Seattle

Il morbo di Alzheimer (MA) può danneggiare il cervello in due fasi distinte, in base a una nuova ricerca finanziata dai National Institutes of Health (NIH) che ha usato sofisticati strumenti di mappatura cerebrale.

Secondo i ricercatori che hanno svelato questa nuova visione, la prima fase iniziale parte lentamente e silenziosamente - prima che le persone subiscano problemi di memoria - danneggiando solo alcuni tipi di cellule vulnerabili. Al contrario, la seconda fase, avanzata, provoca danni molto più distruttivi e coincide con la comparsa di sintomi e col rapido accumulo di placche, grovigli e altri tratti distintivi del MA.

"Una delle sfide della diagnosi e del trattamento del MA è che gran parte del danno al cervello si verifica molto prima che appaiano sintomi. La capacità di rilevare questi primi cambiamenti implica che, per la prima volta, possiamo vedere cosa sta succedendo al cervello di una persona durante i primi periodi della malattia", ha spiegato Richard J. Hodes MD, direttore del National Institute on Aging dei NIH. "I risultati alterano fondamentalmente la comprensione degli scienziati su come il MA danneggia il cervello e guideranno lo sviluppo di nuovi trattamenti per questo disturbo devastante".

Gli scienziati hanno analizzato il cervello di 84 persone e i risultati, pubblicati su Nature Neuroscience, suggeriscono che il danno a un tipo di cellula, chiamato neurone inibitorio, durante la fase iniziale può innescare i problemi del circuito neurale che sono alla base della malattia. Inoltre, lo studio ha confermato i risultati precedenti su come la malattia danneggia il cervello e ha identificato molti nuovi cambiamenti che potrebbero verificarsi durante il suo decorso.

In particolare, gli scienziati hanno usato strumenti di analisi genetica avanzati per studiare le cellule del giro temporale medio, una parte del cervello che controlla il linguaggio, la memoria e la vista. Il giro ha dimostrato di essere vulnerabile a molti dei cambiamenti visti tradizionalmente durante il MA. È anche la parte del cervello che i ricercatori hanno mappato a fondo nei donatori di controllo.

Confrontando i dati dei donatori di controllo con quelli delle persone con MA, gli scienziati hanno creato una cronologia genetica e cellulare di ciò che accade in tutta la malattia. Gli studi finora avevano suggerito che il danno causato dal MA avviene in diverse fasi, caratterizzate da livelli crescenti di morte cellulare, infiammazione e accumulo di proteine ​​sotto forma di placche e grovigli.

Al contrario, questo studio suggerisce che la malattia cambia il cervello in due 'epoche' - o fasi - e molti dei cambiamenti studiati tradizionalmente si verificano rapidamente durante la seconda fase. Ciò coincide con la comparsa di problemi di memoria e altri sintomi. I risultati suggeriscono anche che i primi cambiamenti si verificano gradualmente e 'silenziosamente' nella prima fase, prima della comparsa di eventuali sintomi.

Questi cambiamenti includono l'accumulo lento delle placche, l'attivazione del sistema immunitario del cervello, il danno all'isolamento cellulare che aiuta i neuroni a inviare segnali (mielina) e la morte di cellule chiamate neuroni inibitori della somatostatina (SST). L'ultima scoperta è stata sorprendente per i ricercatori. In precedenza, gli scienziati  pensavano che il MA danneggiasse principalmente i neuroni eccitatori, che inviano segnali neurali che attivano altre cellule. I neuroni inibitori inviano segnali calmanti ad altre cellule.

Gli autori dello studio hanno ipotizzato che la perdita di neuroni inibitori della SST potrebbe innescare i cambiamenti ai circuiti neurali del cervello che sono alla base della malattia. Di recente, uno studio separato di mappatura cerebrale, condotto da ricercatori del MIT, ha scoperto che un gene chiamato reelina può essere associato alla vulnerabilità di alcuni neuroni nel MA. Ha anche dimostrato che le cellule cerebrali a forma di stella chiamate astrociti possono fornire resilienza, cioè resistere al danno causato dalla malattia.

I ricercatori hanno analizzato cervelli del Seattle Alzheimer’s Disease Brain Cell Atlas (SEA-AD), progettato per creare una mappa altamente dettagliata del danno cerebrale che si verifica durante la malattia. Il progetto è stato guidato da Mariano I. Gabitto PhD e Kyle J. Travaglini PhD dell'Allen Institute di Seattle. Gli scienziati hanno usato strumenti per studiare oltre 3,4 milioni di cellule cerebrali da donatori che sono morti in varie fasi del MA. I campioni di tessuto sono stati ottenuti dallo studio Adult Changes in Thought e dall'Alzheimer’s Disease Research Center dell'Università di Washington.

"Questa ricerca dimostra come le nuove potenti tecnologie fornite dalla BRAIN Initiative dei NIH stiano cambiando il modo in cui comprendiamo le malattie come il MA. Con questi strumenti, gli scienziati possono rilevare i primi cambiamenti cellulari nel cervello per creare un quadro più completo di ciò che accade nel corso dell'intero ciclo della malattia", ha affermato John Ngai PhD, direttore della Brain Initiative®. "Le nuove conoscenze fornite da questo studio possono aiutare gli scienziati e gli sviluppatori di farmaci in tutto il mondo a sviluppare diagnostiche e trattamenti mirati a fasi specifiche del MA e di altre demenze".