Immagine: Fig. 1: hSyn.2mtYC3.6 prende di mira i mitocondri neuronali ed è funzionale in vivo. Credito: Nature Communications (2020). DOI: 10.1038 / s41467-020-16074-2.
Per la prima volta, usando un modello murino di Alzheimer, gli scienziati hanno documentato un legame tra livelli elevati di calcio nei mitocondri e morte neuronale nel cervello vivente.
Questa relazione era stata precedentemente documentata nella coltura cellulare, ma vedere questo fenomeno nei topi viventi rende più probabile che ciò si verifichi anche nelle persone e possa indicare un nuovo obiettivo per la malattia di Alzheimer.
“Siamo stati in grado di mostrare la disregolazione del calcio mitocondriale nei neuroni dei topi viventi con sintomi simili all’Alzheimer utilizzando tecniche di imaging dal vivo all’avanguardia”, afferma l’autore principale dell’articolo, Maria Calvo-Rodriguez, Ph.D. L’autore senior è Brian J. Bacskai, Ph.D. Entrambi provengono dal Dipartimento di Neurologia del Massachusetts General Hospital. I loro collaboratori includevano ricercatori della Harvard School of Public Health e della School of Medicine dell’Instituto de Investigacion Biomedica de Cadiz (INIBICA) in Spagna.
Questo studio è stato recentemente pubblicato su Nature Communications.
Uno dei tratti distintivi distintivi della malattia di Alzheimer è la deposizione di placche beta-amiloide (Aβ) e la perdita di neuroni. L’accumulo di Aβ è stato a lungo ritenuto un fattore scatenante della malattia, ma i modi esatti con cui i neuroni muoiono nell’Alzheimer rimangono un mistero e la teoria Aβ è diventata controversa perché così tanti candidati farmacologici che prendono di mira Aβ hanno fallito negli studi clinici.
Uno degli effetti delle placche Aβ è che causano alti livelli di ioni calcio (Ca2 +) nelle cellule cerebrali. Vi sono anche prove che, almeno nella coltura cellulare, l’esposizione ad Aβ può aumentare i livelli di Ca2 + nei mitocondri e portare alla morte neuronale. I mitocondri influenzano la segnalazione di Ca2 + all’interno dei neuroni attraverso “uniporter del calcio mitocondriale” che assorbe Ca2 + nei mitocondri. L’indagine di questo meccanismo nei topi viventi è stata ostacolata dalla mancanza di tecnologie abbastanza sensibili da valutare direttamente i livelli di Ca2 + nei mitocondri nel cervello vivente.
Per esplorare la relazione tra Ca2 +, mitocondri e morte dei neuroni, Calvo-Rodriguez e i suoi colleghi hanno combinato la microscopia multifotonica con un indicatore raziometrico Ca2 + mirato ai mitocondri per valutare i livelli di Ca2 +. Hanno utilizzato queste tecnologie per esaminare i neuroni di un modello murino transgenico di malattia di Alzheimer con placche amiloidi simili a quelle dei pazienti umani. I loro studi dimostrano che un aumento dei livelli mitocondriali di Ca2 + è associato alla deposizione della placca e alla morte neuronale in questo modello, indicando che livelli anormali di Ca2 + nei mitocondri devono avere un ruolo nella morte delle cellule neuronali nella malattia.
“Alti livelli di calcio nei mitocondri causano stress ossidativo e morte dei neuroni attraverso apoptosi”, ha affermato Calvo-Rodriguez. Questo lavoro suggerisce che colpire l’ingresso del calcio nei mitocondri potrebbe essere un nuovo promettente approccio terapeutico per la malattia di Alzheimer.
Fonte: Nature Communications
