Ricerche

Una ricerca evidenzia la mezza età come periodo fondamentale per la salute del cervello, con cambiamenti significativi nel modo in cui le cellule rimuovono i mitocondri danneggiati. I difetti in questo processo di riciclaggio sono collegati a disturbi neurodegenerativi come l'Alzheimer e il Parkinson.

Interneurone soggetto ad autofagia nell'ippocampo (Fonte: Anna Rappe)

I mitocondri, le centrali energetiche delle nostre cellule, hanno un ruolo essenziale nel mantenere la salute cellulare. Se danneggiati, sono rimossi attraverso un processo di riciclaggio chiamato mitofagia, che è cruciale perché le cellule funzionino a lungo, specialmente nel cervello. La mitofagia compromessa è stata associata con forza a disturbi neurodegenerativi come il morbo di Alzheimer (MA) e il Parkinson, rendendola un punto cruciale per la scoperta di farmaci e l'innovazione terapeutica.

Una nuova ricerca del McWilliams Lab all'Università di Helsinki, guidata dalla dottoranda Anna Rappe MSC, rivela un panorama mutevole e inaspettato di mitofagia su diversi tipi di cellule cerebrali durante il processo di invecchiamento. Ad esempio, negli animali invecchiati i livelli di mitofagia sono aumentati in una regione cerebrale specializzata, responsabile del movimento, mentre nelle cellule cerebrali legate alla memoria, la mitofagia prima è aumentata prima e poi è diminuita bruscamente nella vecchiaia.

Questi risultati identificano la mezza età come un punto cruciale di svolta per l'invecchiamento sano del cervello, offrendo nuove intuizioni sui meccanismi molecolari che sostengono la funzione cerebrale dei mammiferi. Un'altra scoperta chiave dello studio è stata che alcuni lisosomi, le strutture responsabili della scomposizione dei rifiuti cellulari, perdono l'acidità mentre il cervello invecchia.

Questa entusiasmante osservazione è analoga ai cambiamenti osservati nei modelli di MA, suggerendo che i processi osservati nell'invecchiamento normale potrebbero essere esacerbati nello sviluppo di condizioni neurodegenerative. I risultati sfidano le ipotesi precedenti secondo cui la mitofagia diminuisce semplicemente con l'età in tutte le specie, e dimostra che nei mammiferi che vivono a  lungo, questo speciale processo di riciclaggio è molto più dinamico e complesso.

Studi precedenti, che spesso avevano usato modelli di vita breve come lievito e vermi, hanno suggerito che i livelli di mitofagia diminuiscono nell'intera vita, fissandoli come segno distintivo dell'invecchiamento. Tuttavia, lo studio di questo processo nel cervello dei mammiferi durante l'invecchiamento è stato impegnativo a causa della complessità del tessuto cerebrale e dei limiti dei metodi di ricerca tradizionali. Solo di recente si sono resi disponibili strumenti necessari per tracciare la mitofagia su diversi tessuti e organi nei mammiferi.

Il laboratorio McWilliams ha impiegato strumenti all'avanguardia nella genetica dei topi, nell'optobiologia, nelle neuroscienze e nella scansione avanzata per tracciare la mitofagia nel tempo in diversi tipi di cellule cerebrali. I loro risultati evidenziano l'importanza di sviluppare nuove prospettive quando si studia l'invecchiamento del cervello nelle specie a vita lunga, con la mezza età che emerge come un periodo critico per preservare la funzione cerebrale.

Implicazioni per comprendere l'invecchiamento del cervello nella salute e nelle malattie

Il professore associato Thomas McWilliams, che ha supervisionato lo studio, ha contestualizzato così questi risultati:

“Non vi è dubbio che la mitofagia diminuisce nelle specie a vita più corta. Sebbene condividiamo geni e meccanismi importanti, i tessuti dei mammiferi a vita lunga si sono evoluti sotto pressioni distinte per gestire diverse sfide. Il nostro lavoro rivela che la mitofagia è altamente dinamica nel cervello del topo mentre invecchia e suggerisce che la mezza età è un periodo cruciale per la salute del cervello dei mammiferi".

Ha aggiunto che, seppure il campo abbia fatto progressi nella comprensione delle malattie neurodegenerative, l'elevato tasso di fallimento delle terapie attuali sottolinea la necessità di nuovi approcci.

“C'è ancora molto da fare, ma siamo entusiasti di queste nuove scoperte che rimodellano la nostra comprensione dell'invecchiamento del cervello. Insieme ai nostri collaboratori clinici, ci impegniamo a far avanzare questa ricerca verso applicazioni più centrate sull'uomo. Speriamo che i nostri risultati attuali offrano ad aziende e ricercatori traslazionali una preziosa tabella di marcia per aiutare ad accelerare lo sviluppo di nuove terapie per le malattie cerebrali".