Immagine, Arthur Konnerth (a sinistra) e Benedikt Zott davanti al setup sperimentale. Credito: Andreas Heddergott / TUM.
Si ritiene che i neuroni iperattivi in aree specifiche del cervello siano una manifestazione precoce della malattia di Alzheimer. Per la prima volta, un team dell’Università Tecnica di Monaco (TUM) è stato in grado di spiegare le ragioni e i meccanismi alla base di questa disfunzione neuronale precoce e quindi importante.
I ricercatori hanno scoperto che il neurotrasmettitore eccitatorio glutammato persiste per troppo tempo vicino a neuroni attivi. Ciò provoca una sovrastimolazione patologica di quei neuroni – molto probabilmente contribuendo in modo critico all’apprendimento alterato e alla perdita di memoria nei pazienti con Alzheimer.
Il cervello dei malati di Alzheimer che hanno già sviluppato sintomi clinici contengono grandi gruppi di proteine beta-amiloidi, noti come placche. Molti approcci terapeutici si concentrano sulla rimozione delle placche, ma tali tentativi hanno avuto finora solo un successo limitato.
“È fondamentale rilevare e curare la malattia molto prima che si manifestino i sintomi. Pertanto ci siamo concentrati sui neuroni iperattivi, che si verificano in una fase molto precoce – molto prima che i pazienti sviluppino perdita di memoria “, spiega il Professor Arthur Konnerth, Hertie Senior Professor di Neuroscience presso la TUM. Come conseguenza dell’iperattività, i neuroni collegati nei circuiti ricevono costantemente falsi segnali che causano disturbi nell’elaborazione del segnale.
Insieme al dottorando Benedikt Zott e all’intero gruppo di ricerca, Konnerth è riuscito a identificare la causa e il fattore scatenante di questo disturbo precoce nel cervello. La scoperta potrebbe aprire la strada a nuovi approcci terapeutici.
Lo studio è apparso sulla rivista Science.
Le placche beta-amiloidi bloccano il riassorbimento del glutammato
I neuroni usano sostanze chimiche chiamate neurotrasmettitori per comunicare tra loro. Il glutammato, uno dei più importanti di questi prodotti chimici, serve ad attivare i neuroni collegati. Il glutammato viene rilasciato nel sito di connessione tra due neuroni, chiamato sinapsi, e quindi rimosso rapidamente per consentire la trasmissione del segnale successivo. Questa rimozione coinvolge le cosiddette molecole della pompa attiva e un trasporto passivo di glutammato lungo le membrane vicine.
I ricercatori hanno scoperto che alte concentrazioni di glutammato persistevano troppo a lungo nella fessura sinaptica dei neuroni iperattivi . Ciò è dovuto all’azione delle molecole beta-amiloidi, che hanno bloccato il trasporto di glutammato fuori dalla fessura sinaptica. Il team ha testato il meccanismo usando molecole beta-amiloidi da campioni di pazienti e utilizzando vari modelli di topo ottenendo risultati simili con entrambi gli approcci.
Indicazione per strategie di trattamento nelle prime fasi
Il team ha anche scoperto che il blocco dei neurotrasmettitori era mediato da una prima forma solubile di beta-amiloide e non dalle placche. Il beta-amiloide si presenta inizialmente come una singola forma molecolare o monomero che quindi si aggrega a forme a doppia molecola ( dimeri ) e catene più grandi risultanti, infine, in placche.
Vedi anche, I ricercatori mappano le interazioni proteina-gene coinvolte nella malattia di Alzheimer.
I ricercatori hanno scoperto che il blocco del glutammato è causato dai dimeri solubili.
“I nostri dati forniscono prove chiare di un effetto tossico rapido e diretto di un particolare tipo di beta-amiloide, i dimeri. Siamo stati anche in grado di spiegare questo meccanismo”, come ha sottolineato Benedict Zott, primo autore dello studio.
I ricercatori ora vogliono utilizzare queste conoscenze per migliorare ulteriormente la loro comprensione dei meccanismi cellulari dell’Alzheimer e, quindi, supportare lo sviluppo di strategie per il trattamento nelle prime fasi della malattia.
Fonte, Science