Tessuto adiposo-Immagine Credit Public Domain-
C’è una maggiore consapevolezza che i tessuti periferici modulano la funzione cerebrale modellando diversi domini cognitivi. Recenti studi sui roditori hanno rivelato che il ripristino del metabolismo del glucosio delle cellule mieloidiha invertito il declino cognitivo nell’invecchiamento, mentre l’ablazione afferente vagale gastrointestinale selettiva ha compromesso la memoria episodica e spaziale dipendente dall’ippocampo nei ratti. È stato anche proposto che il fegato svolga un ruolo importante nella regolazione del comportamento alimentare nei topi.
L’obesità è associata ad un aumentato rischio di deterioramento cognitivo.
Un aumento di peso negli adulti di mezza età (<65 anni) predice una diminuzione delle capacità cognitive in età avanzata, principalmente memoria, funzionamento esecutivo e apprendimento. Tuttavia, i precisi meccanismi coinvolti rimangono in gran parte sconosciuti.
Il cervello regola le prestazioni del tessuto adiposo. Ad esempio, le connessioni neuroadipose simpatiche mediano la lipolisi e la produzione di citochine, mentre le interazioni neuroimmuni sono coinvolte nella termoregolazione. Recenti osservazioni nei roditori mostrano che il tessuto adiposo regola anche la funzione cerebrale. Topi geneticamente modificati progettati per rilasciare il peptide NaKtide negli adipociti hanno portato a una migliore memoria ippocampale attraverso l’inibizione della segnalazione Na- e K-dipendente dell’adenosina trifosfatasi (Na, K-ATPasi) negli adipociti.
La famiglia NLR adiposa viscerale Pyrin Domain Containing 3 (NLRP3) è stata collegata alla memoria compromessa nei topi obesi tramite interleuchina-1R1 (IL-1R1) su CX3CR1 +cellule, portando all’attivazione della microglia. Una maggiore abbondanza di adipociti beige nel grasso sottocutaneo ha ripristinato la plasticità sinaptica dell’ippocampo nei topi attraverso l’induzione della citochina antinfiammatoria IL-4, proteggendo dal deterioramento cognitivo indotto dall’obesità.
“Abbiamo studiato in modelli umani e animali i meccanismi coinvolti nelle interazioni bidirezionali tra l’espressione genica del tessuto adiposo e le capacità cognitive. Un’analisi di sequenziamento dell’RNA (RNA-seq) del tessuto adiposo ha identificato geni associati a diversi domini cognitivi nella scoperta e diverse coorti umane di convalida. L’espressione genica di quei geni più costantemente associati a una batteria di test neuropsicologici è stata quindi mirata nel corpo grasso della Drosophila e nel tessuto adiposo dei topi per valutare le possibili implicazioni funzionali. Infine, abbiamo studiato l’espressione di molti di questi geni nelle cellule mononucleari del sangue periferico (PBMC) in associazione con tratti cognitivi nell’uomo”, spiegano Nuria Oliveras Cañellas del Dipartimento di Diabete, Endocrinologia e Nutrizione, Ospedale Universitario Dr. Josep Trueta, Girona, Spagna e colleghi.
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Risultati
L’espressione genica del tessuto adiposo è collegata a diversi domini cognitivi.
Per ottenere informazioni sull’asse grasso-cervello, abbiamo eseguito un’analisi trascrittomica (RNA-seq) del tessuto adiposo viscerale (VAT) da 17 soggetti con obesità grave [indice di massa corporea (BMI) > 35 mg/kg 2 ] di età compresa tra 28 e 60 anni (tabella S1). Dieci diversi test cognitivi hanno valutato le prestazioni funzionali di tre domini cognitivi: memoria, funzione esecutiva e attenzione.
I test e la loro interpretazione sono riportati in
Materials and Methods Journal.
E’ noto che l’obesità è associata al declino cognitivo. Recenti osservazioni nei topi propongono un asse del tessuto adiposo (AT)-cervello. “Abbiamo identificato 188 geni dal sequenziamento dell’RNA di AT in tre coorti, associati a prestazioni in diversi domini cognitivi. Questi geni erano principalmente coinvolti nella funzione sinaptica, nel metabolismo del fosfatidilinositolo, nella cascata del complemento, nella segnalazione antinfiammatoria e nel metabolismo vitaminico. Questi risultati sono stati tradotti nel metaboloma plasmatico. I livelli di espressione del sangue circolante della maggior parte di questi geni erano anche associati a diversi domini cognitivi in una coorte di 816 partecipanti. Misespressione mirata dell’ortologo del gene candidato nel corpo grasso della Drosophila alterava significativamente la memoria e l’apprendimento delle mosche. Tra questi, la down-regulation del gene SLC18A2 associato al ciclo di rilascio del neurotrasmettitore ha migliorato le capacità cognitive nella Drosophila e nei topi. La sovraregolazione di RIMS1 nel corpo grasso della Drosophila ha migliorato le capacità cognitive. I risultati attuali mostrano connessioni precedentemente non identificate tra il trascrittoma AT e la funzione cerebrale negli esseri umani, fornendo obiettivi diagnostici/terapeutici senza precedenti nell’AT.
