L’enzima PF4 restituisce giovinezza ai vecchi cervelli

Enzima PF4-Immagine Credit Public Domain-

Da anni gli scienziati sanno che l’ormone antietà klotho, le infusioni di sangue giovane e l’esercizio fisico migliorano la funzione cerebrale nei topi più anziani. Ma non sapevano perché.

Questa immagine microscopica mostra le microglia, le cellule immunitarie nel cervello, in rosso. Le aree verdi e gialle indicano un’infiammazione legata all’età in un vecchio topo. Credito immagine: Adam B. Schroer / UCSF

Ora, due gruppi di ricerca dell’Università della California a San Francisco e un gruppo dell’Università del Queensland (Australia) hanno identificato il fattore piastrinico 4 (PF4) – una piccola proteina rilasciata dalle piastrine del sangue – come denominatore comune dietro tutti e tre.

Le piastrine sono cellule del sangue che normalmente rilasciano PF4 per allertare il sistema immunitario e coagulare il sangue nelle ferite. I ricercatori hanno scoperto che PF4 ringiovanisce anche il cervello vecchio e potenzia quello giovane, aprendo potenzialmente la porta a nuove terapie che mirano a ripristinare la funzione cerebrale, se non ad attingere a una fonte di giovinezza.

In questa immagine, un vecchio topo trattato con PF4 ha una minore infiammazione al cervello. Credito immagine: Adam B. Schroer / UCSF

“Il sangue giovane, il klotho e l’esercizio fisico possono in qualche modo chiedere al tuo cervello di migliorare la sua funzione”, ha detto  Saul Villeda , PhD, Direttore associato dell’UCSF  Bakar Aging Research Institute  e autore senior dell’articolo pubblicato su Nature. “Con PF4, stiamo iniziando a comprendere le cause di questo ringiovanimento“.

I dettagli della svolta appaiono in tre articoli pubblicati su  Nature,  Nature Aging e  Nature Communications.

Villeda ha condotto lo studio sul sangue giovane pubblicato su Nature. Dena Dubal, MD, PhD, Prof.ssa di neurologia dell’UCSF e David A. Coulter Endowed Chair in Aging and Neurodegenerative Disease, hanno condotto lo studio sul klotho pubblicato su Nature Aging.

Tara Walker, PhD, ricercatrice senior in neuroscienze presso l’Università del Queensland, ha condotto lo studio sull’esercizio fisico pubblicato su Nature Communications.

I ricercatori si sono impegnati a pubblicare le loro scoperte contemporaneamente per sostenere la causa del PF4 da tre diverse angolazioni.

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“Quando ci siamo resi conto di aver trovato in modo indipendente e fortuito la stessa cosa, siamo rimasti a bocca aperta“, ha detto Dubal. “Il fatto che tre interventi separati convergano su PF4 evidenzia davvero la validità e la riproducibilità di questa biologia”.

Cervello – impressione artistica. Immagine gratuita tramite Pixabay.

Può un cervello di 70 anni funzionare come se ne avesse 40?

Nel 2014, Villeda ha scoperto che il plasma sanguigno di topi giovani ripristinava la funzione cerebrale negli animali anziani. Il suo team ha poi scoperto che il plasma giovane conteneva molto più PF4 del plasma vecchio.

Inoltre, la semplice iniezione di PF4 negli animali vecchi era altrettanto rigenerante quanto il plasma giovane. Ha calmato il sistema immunitario invecchiato nel corpo e nel cervello. Gli animali anziani trattati con PF4 hanno ottenuto risultati migliori in una varietà di compiti di memoria e apprendimento.

“PF4 in realtà fa sì che il sistema immunitario sembri più giovane diminuendo tutti questi fattori immunitari attivi pro-invecchiamento, portando ad un cervello con meno infiammazioni, più plasticità e, infine, più capacità cognitive“, ha detto Villeda. “Stiamo prendendo topi di 22 mesi, equivalenti a un essere umano sulla settantina e PF4 li sta riportando ai trent’anni o all’inizio dei quaranta”.

Anche i cervelli più giovani ricevono una spinta

Dieci anni fa, Dubal, membro dell’UCSF Weill Institute of Neurosciences, ha dimostrato che l’ormone klotho migliora la funzione cerebrale negli animali giovani e anziani e rende anche il cervello più resistente alla degenerazione legata all’età.

Ma klotho, iniettato nel corpo, non ha mai raggiunto il cervello. E allra come come funzionma? Il team di Dubal ha scoperto che una connessione era PF4, rilasciata dalle piastrine dopo un’iniezione di klotho.

PF4 ha avuto un effetto drastico sull’ippocampo, dove si formano i ricordi nel cervello. In particolare, PF4 ha favorito la formazione di nuove connessioni neurali a livello molecolare. Inoltre, secondo Dubal, ha dato una spinta cerebrale sia agli animali vecchi che a quelli giovani nei test comportamentali, suggerendo che “c’è spazio di manovra anche nei cervelli giovani per migliorare la funzione cognitiva”.

Altre scoperte recenti di Dubal hanno rafforzato le prospettive di utilizzo terapeutico del klotho. I benefici di Klotho dipendono dalle piastrine che rilasciano PF4 e altre molecole, ciascuna delle quali potrebbe avere i propri benefici durante l’invecchiamento.

“Idealmente, avremo più tiri in porta per uno dei nostri più grandi problemi biomedici, la disfunzione cognitiva, con il minor numero di effetti collaterali e il massimo beneficio”, ha detto Dubal.

L’esercizio migliora la salute del cervello grazie a PF4

L’esercizio fisico può mantenere la mente acuta per decenni. Nel 2019, Walker e il suo laboratorio hanno scoperto che le piastrine rilasciavano PF4 nel flusso sanguigno dopo l’esercizio. Quando ha testato il PF4 da solo, come Dubal e Villeda, ha scopèerto che ha migliorato la cognizione negli animali anziani.

“Per molte persone con problemi di salute, problemi di mobilità o di età avanzata, l’esercizio fisico non è possibile, quindi l’intervento farmacologico è un’importante area di ricerca”, ha affermato Walker. “Ora possiamo indirizzare le piastrine per promuovere la neurogenesi, migliorare la cognizione e contrastare il declino cognitivo legato all’età”.

Fonte: UCSF