Degli scienziati hanno trovato per la prima volta una connessione tra anomalie nel modo in cui il cervello scompone il glucosio e la gravità delle placche amiloidi e dei grovigli [di tau] nel cervello, così come l'insorgenza di eventuali sintomi esterni, del Morbo di Alzheimer (MA). Lo studio è stato finanziato dal National Institute on Aging (NIA), ed è apparso ieri, 6 novembre 2017, su Alzheimer's & Dementia: the Journal of the Alzheimer's Association.

Guidati da Madhav Thambisetty MD/PhD, investigatore e capo dell'Unità Neuroscienza Clinica e Traslazionale del Laboratorio di Neuroscienza Comportamentale del NIA, i ricercatori hanno esaminato i campioni di tessuto cerebrale all'autopsia di partecipanti allo Studio Longitudinale di Baltimora sull'Invecchiamento (BLSA), uno degli studi scientifici più lunghi del mondo sull'invecchiamento umano. Il BLSA tiene traccia dei dati neurologici, fisici e psicologici dei partecipanti per diversi decenni.

I ricercatori hanno misurato i livelli di glucosio in diverse aree del cervello, alcune vulnerabili alla patologia dell'MA, come la corteccia frontale e temporale, e alcune che sono resistenti, come il cervelletto. Essi hanno analizzato tre gruppi di partecipanti al BLSA: quelli con sintomi di MA durante la vita e con la patologia di MA confermata (placche di proteine amiloide​-​beta e grovigli neurofibrillari) nel cervello alla morte; controlli sani; e individui senza sintomi durante la vita, ma con livelli significativi di patologia di MA presenti nel cervello post-mortem.

Hanno trovato anomalie distinte nella glicolisi, il processo principale attraverso il quale il cervello scompone il glucosio, con prove che collegano la gravità delle anomalie alla gravità della patologia di Alzheimer. Tassi minori di glicolisi e livelli più elevati di glucosio nel cervello sono correlati a placche e grovigli più gravi presenti nel cervello delle persone con la malattia. Anche riduzioni più rilevanti nella glicolisi cerebrale si sono correlate all'espressione dei sintomi dell'MA durante la vita, come i problemi con la memoria.

"Da qualche tempo i ricercatori stanno pensando ai possibili collegamenti tra il modo in cui il cervello genera glucosio e l'MA", ha affermato il direttore del NIA, Richard J. Hodes MD. "Le ricerche come questa comportano di ripensare il modo di indagare tali connessioni nella ricerca crescente sui modi migliori e più efficaci per trattare o prevenire l'MA".

Anche se sono da tempo sospette le somiglianze tra il diabete e l'MA, sono difficili da valutare, in quanto l'insulina non è necessaria affinché il glucosio entri nel cervello o entri nei neuroni. La squadra ha monitorato l'uso del glucosio del cervello misurando i rapporti di aminoacidi, glicine e alanina con il glucosio, consentendo loro di valutare i tassi delle fasi chiave della glicolisi. Hanno scoperto che le attività degli enzimi che controllano questi passaggi chiave della glicolisi sono più basse nei casi di MA rispetto ai campioni normali di tessuto cerebrale. Inoltre, un'attività enzimatica inferiore è stata associata a una patologia più grave di MA nel cervello e allo sviluppo dei sintomi.

Successivamente, hanno usato la proteomica - la misurazione su larga scala delle proteine ​​cellulari - per calcolare i livelli di GLUT3, una proteina di trasporto del glucosio, nei neuroni. Hanno scoperto che i livelli GLUT3 erano più bassi nei cervelli con la patologia di Alzheimer rispetto ai cervelli normali e anche che questi livelli erano legati alla gravità dei grovigli e delle placche. Infine, la squadra ha controllato i livelli di glucosio nel sangue nei partecipanti allo studio anni prima della loro morte, trovando che i maggiori aumenti dei livelli di glucosio nel sangue sono correlati con livelli più elevati di glucosio del cervello alla morte.

"Questi risultati indicano un nuovo meccanismo che potrebbe essere mirato nello sviluppo di nuovi trattamenti per aiutare il cervello a superare i difetti della glicolisi nell'MA", ha affermato Thambisetty.

I ricercatori hanno avvertito che non è stato ancora completamente chiarito se le anomalie nel metabolismo del glucosio del cervello sono legate definitivamente alla gravità dei sintomi dell'MA o alla velocità della progressione della malattia. I passi successivi per Thambisetty e la sua squadra includono studiare le anomalie in altri percorsi metabolici legati alla glicolisi per determinare come possono essere correlati alla patologia dell'MA nel cervello.