Ricerche

Un nuovo studio di ricercatori dell'Università dell'Illinois di Chicago rivela come la barriera emato-encefalica diventa permeabile nell'invecchiamento, contribuendo al deficit di memoria. Lo studio, pubblicato su Cell Reports, ha scoperto i meccanismi molecolari alla base di questo processo e potrebbe fornire nuovi obiettivi terapeutici per affrontare il declino cognitivo prima del processo di invecchiamento.

La barriera emato-encefalica è uno strato di cellule che fodera i vasi sanguigni del cervello, tenendo fuori virus, batteri e tossine e permettendo al contempo l'entrata di nutrienti e sostanze chimiche utili. Una struttura chiave della barriera emato-encefalica è costituita da giunzioni strette che agiscono come ponti tra le cellule, limitando l'ingresso delle molecole. Una proteina chiamata occludina aiuta in questo ruolo essenziale.

"È un processo altamente regolabile che consente ad alcune molecole di passare attraverso e altre di rimanere in circolazione", ha affermato Yulia Komarova, prof.ssa associata nel Dipartimento di Farmacologia e Medicina rigenerativa dell'UIC e autrice senior dello studio. "Fondamentalmente, è un meccanismo che separa il sistema nervoso centrale da tutto il resto".

Ma come molti processi fisiologici, la barriera emato-encefalica inizia a funzionare male mentre invecchiamo, diventa permeabile. Ciò può portare a cambiamenti di memoria già nella mezza età, ha detto la Komarova, ma non è chiaro come ciò accade esattamente. Nelle ricerche precedenti, la Komarova e i suoi colleghi hanno testato ciò che accade se eliminano una proteina chiamata N-caderina dalle cellule che foderano i vasi sanguigni. Ciò ha reso permeabili i vasi sanguigni nei polmoni ... e nel cervello.

Nel nuovo studio, la Komarova ha collaborato con Leon Tai, professore associato di anatomia e biologia cellulare, per vedere se questa perdita ha un effetto sulla memoria. I topi senza N-caderina funzionale potrebbero imparare i compiti come i topi normali, ma dimenticano rapidamente ciò che hanno imparato. Uno sguardo più attento al cervello di questi topi ha mostrato che il problema era collegato a una proteina chiamata occludina, che aiuta a formare giunzioni strette nella barriera emato-encefalica.

Sia il cervello che invecchia che quello giovane privo di N-caderina avevano meno giunzioni con occludina, con il risultato di avere una barriera che perde. Esperimenti molecolari hanno mostrato che quando interagiscono le proteine N-caderina sulle cellule dei vasi sanguigni vicini, innescano un percorso di segnalazione che stabilizza l'occludina, contribuendo a mantenere l'integrità della barriera emato-encefalica.

La Komarova ha collaborato con il dott. Jeffrey Loeb, capo di neurologia e riabilitazione, per esaminare il tessuto cerebrale umano dal NeuroRepository dell'università, raccolto durante gli interventi di epilessia. Confrontando i campioni dei pazienti giovani (tardo adolescenti e 20enni) con quelli dei pazienti di mezza età (da 40 a 60), hanno scoperto che il gruppo più anziano aveva livelli ridotti di N-caderina e occludina, rispecchiando i risultati nei topi.

Lo studio è il primo a esaminare come la segnalazione attivata dall'N-caderina controlla l'organizzazione delle giunzioni strette implicate nella permeabilità della barriera emato-encefalica, ha affermato. Poiché questi deficit iniziano a mostrarsi in mezza età, abbastanza presto nel processo di invecchiamento cognitivo, non è "troppo tardi nel gioco per iniziare il trattamento", ha detto la Komarova, la cui squadra sta ora indagando se delle fasi nel percoso di segnalazione attivato da N-caderina potrebbero essere bersagli terapeutici.

"Questo studio mostra che in realtà potrebbe esserci una finestra terapeutica molto più grande per il trattamento di qualsiasi condizione di declino cognitivo correlato all'età", ha detto.