Immagine: scansione PET di un cervello umano con malattia di Alzheimer. Credito: pubblico dominio.
Come in una grande orchestra, il tuo cervello si basa sulla perfetta coordinazione di molti elementi per funzionare correttamente. E se uno di questi elementi non è sincronizzato, ha effetto sull’intero ensemble. Nella malattia di Alzheimer, ad esempio, il danno a specifici neuroni può alterare i ritmi delle onde cerebrali e causare una perdita di funzioni cognitive.
Un tipo di neurone, chiamato interneurone inibitorio, è particolarmente importante per la gestione dei ritmi cerebrali ed è anche al centro della ricerca di un laboratorio guidato da Jorge Palop, Assistente ricercatore presso gli Istituti di Gladstone. In uno studio pubblicato su Neuron, Palop ed i suoi collaboratori hanno scoperto i benefici terapeutici del miglioramento genetico di questi interneuroni e del loro trapianto nel cervello di un modello murino di malattia di Alzheimer.
Gli interneuroni controllano reti complesse tra i neuroni, consentendo loro di inviare segnali l’un l’altro in modo armonizzato. Puoi pensare agli interneuroni inibitori come Direttori d’orchestra. Creano ritmi nel cervello per istruire i giocatori – i neuroni eccitatori – , per dire loro quando giocare e quando fermarsi. Uno squilibrio tra questi due tipi di neuroni crea disarmonia che è stata osservata in molteplici disturbi neurologici e psichiatrici, tra cui il morbo di Alzheimer, l’epilessia, la schizofrenia e l’autismo.
Un cervello senza conduttore
Gli studi precedenti di Palop hanno dimostrato che, nei modelli murini dell’Alzheimer, gli interneuroni inibitori non funzionano correttamente. Quindi, i ritmi che organizzano le cellule eccitatorie sono disturbati e non funzionano armoniosamente, causando uno squilibrio nelle reti cerebrali. Questo, a sua volta, influisce sulla formazione della memoria e può portare all’attività epilettica che è spesso osservata nei pazienti con malattia di Alzheimer.
Il team di ricerca ha trovato un modo per riprogettare gli interneuroni inibitori per migliorare la loro funzione ed ha dimostrato che questi interneuroni potenziati, quando trapiantati nel cervello anormale dei topi di Alzheimer, possono controllare correttamente l’attività delle cellule eccitatorie e ripristinare i ritmi cerebrali.
“Abbiamo approfittato del fatto che gli interneuroni trapiantati possono integrarsi molto bene nei nuovi tessuti cerebrali e che ogni interneurone può controllare migliaia di neuroni eccitatori”, ha detto Palop, che è anche un assistente Professore di neurologia presso l’Università della California, a San Francisco. . “Queste proprietà rendono gli interneuroni un promettente bersaglio terapeutico per i disturbi cognitivi associati alle anomalie del ritmo cerebrale e all’attività epilettica “.
( Vedi anche:I ricercatori hanno invertito con successo la malattia di Alzheimer nel modello murino).
Innanzitutto, gli scienziati hanno dovuto superare una sfida significativa. Quando trapiantavano gli interneuroni regolari, non vedevano effetti benefici, presumibilmente perché la malattia di Alzheimer crea un ambiente tossico nel cervello.
I ricercatori hanno quindi potenziato geneticamente l’attività degli interneuroni inibitori aggiungendo una proteina chiamata Nav1.1. ed hanno scoperto che gli interneuroni con funzione potenziata erano in grado di superare l’ambiente tossico della malattia e ripristinare la funzione cerebrale.
“Questi neuroni ottimizzati sono come i conduttori”, ha detto Palop. “Anche con un’orchestra in declino, possono ripristinare i ritmi e l’armonia necessari per le funzioni cognitive.”
Conduttori progettati per la malattia di Alzheimer
I risultati potrebbero alla fine portare allo sviluppo di nuove opzioni di trattamento per i pazienti con malattia di Alzheimer.
“Oltre alle applicazioni che questo approccio di ingegneria cellulare e trapianto può trovare nella medicina rigenerativa, i nostri risultati supportano il concetto più ampio che migliorare la funzione degli interneuroni può contrastare gli aspetti chiave della malattia di Alzheimer“, ha detto Lennart, Direttore del Gladstone Institute of Neurological Malattia.
Oltre a esaminare se la terapia cellulare potesse essere trasferita dai topi agli umani, Palop e il suo team stanno lavorando per identificare i potenziali farmaci come un modo alternativo per migliorare la funzione degli interneuroni inibitori.
“Migliorare la nostra comprensione del morbo di Alzheimer e identificare potenziali nuove strategie di trattamento è fondamentale per affrontare l’aggravarsi della crisi sanitaria globale”, ha dichiarato Elizabeth Edgerly, Direttore esecutivo dell’Alzheimer’s Association nel nord della California. “Siamo stati orgogliosi di supportare la ricerca del Dott. Palop con un premio di Investigator Initiated Research Grant”.
L’Alzheimer’s Association, che ha finanziato parte dello studio, è il più grande finanziatore non profit del mondo, per la ricerca sull’Alzheimer.
Il documento “Nav1.1 – Overzauroning Overneuron Transplants Restore Restore Brain Rhythms and Cognition in the Mouse Model of Alzheimer’s Disease” è stato pubblicato online da Neuron il 15 marzo 2018.
Fonte: Neuron
