Alzheimer: prendere di mira questo meccanismo potrebbe invertire il declino della memoria?
Un nuovo approccio genetico che ripara le connessioni interrotte tra le cellule cerebrali potrebbe portare a trattamenti che ripristinano la capacità di memoria nella malattia di Alzheimer.
Il nuovo approccio inverte i cambiamenti nell'espressione genica che tendono a verificarsi nelle fasi successive della malattia.
Scienziati della State University di New York a Buffalo hanno dimostrato come il metodo sia stato in grado di invertire il declino della memoria dell'Alzheimer nei topi.
Gran parte della ricerca genetica sulle cause della malattia di Alzheimer si concentra sui cambiamenti nel DNA dei geni.
Il nuovo studio, tuttavia, si concentra sull'epigenetica, che riguarda i meccanismi che possono attivare e disattivare i geni senza disturbare il loro codice del DNA.
Un articolo sul lavoro è ora disponibile nella rivista Cervello.
"In questo articolo", afferma l'autore senior dello studio Zhen Yan, Ph.D., professore presso il Dipartimento di Fisiologia e Biofisica, "non solo abbiamo identificato i fattori epigenetici che contribuiscono alla perdita di memoria, ma abbiamo anche trovato modi per invertirli temporaneamente in un modello animale di [morbo di Alzheimer]. "
Morbo di Alzheimer e perdita di sinapsi
La malattia di Alzheimer è la principale causa di demenza. Secondo l'Organizzazione mondiale della sanità (OMS), tra il 60 e il 70 per cento dei 50 milioni di persone nel mondo che convivono con demenza hanno l'Alzheimer.
La maggior parte delle persone che sviluppano la malattia di Alzheimer iniziano a manifestare sintomi tra i 60 e i 70 anni. Avranno difficoltà a ricordare, pensare e svolgere semplici compiti quotidiani. Alla fine, non saranno in grado di vivere in modo indipendente.
Sebbene gli esperti non comprendano appieno le cause della malattia di Alzheimer, suggeriscono che si sviluppi a causa di una combinazione di geni, ambiente e stile di vita.
Una delle caratteristiche distintive della malattia di Alzheimer è un tipo di danno cerebrale che porta alla perdita delle sinapsi, che sono le giunzioni tra i neuroni o le cellule cerebrali.
I segnali da una cellula all'altra passano per mezzo di messaggeri chimici chiamati neurotrasmettitori, che attraversano una fessura nella sinapsi.
Epigenetica e recettori del glutammato
Affinché la comunicazione attraverso le sinapsi funzioni in modo efficace, le cellule cerebrali necessitano di un'abbondanza di proteine ​​specializzate chiamate recettori. Uno di questi, il recettore del glutammato, è fondamentale per la memoria e l'apprendimento a breve termine, afferma Yan.
Sembra che il declino più significativo della memoria e delle capacità di pensiero si verifichi nelle fasi successive della malattia di Alzheimer e una delle ragioni principali di ciò sembra essere la perdita dei recettori del glutammato.
"Abbiamo scoperto che nella malattia di Alzheimer", spiega Yan, "molte subunità dei recettori del glutammato nella corteccia frontale sono sottoregolate, interrompendo i segnali eccitatori, che alterano la memoria di lavoro".
Aggiunge che i cambiamenti epigenetici che si verificano nell'Alzheimer tendono a verificarsi nelle fasi successive della malattia. Questo è quando le persone lottano per conservare nuove informazioni e sperimentare "il declino cognitivo più drammatico".
Vari meccanismi epigenetici possono attivare e disattivare i geni o sovraregolare o sottoregolare la loro espressione.
Ad esempio, alcuni meccanismi possono inserire etichette chimiche sul DNA di un gene o alterare la struttura del suo imballaggio per rendere parti del suo DNA più o meno accessibili ai processi cellulari.
Laddove il gene codifica per una proteina, la sovraregolazione o la sottoregolazione porteranno le cellule a produrre più o meno la proteina.
I ricercatori hanno scoperto che il tipo di meccanismo epigenetico che causava una riduzione dei recettori del glutammato era un meccanismo che altera il confezionamento che va sotto il nome di "modifica istonica repressiva".
Hanno trovato prove di una maggiore modifica repressiva dell'istone nel modello murino di Alzheimer e nei tessuti post-mortem delle persone con la malattia.
Il meccanismo epigenetico sottoregola il gene e riduce la produzione di recettori del glutammato. Questo "porta alla perdita della funzione sinaptica e ai deficit di memoria", afferma Yan.
Nuove direzioni per il trattamento delle malattie cerebrali
Poiché esistono enzimi che controllano la modifica repressiva degli istoni, i risultati suggeriscono che i farmaci che li prendono di mira potrebbero essere candidati promettenti per il trattamento dell'Alzheimer.
Nel lavoro ulteriore con i modelli di topo, il team ha confermato che era probabile che fosse così.
L'iniezione negli animali di composti che bloccano gli enzimi ha portato a miglioramenti nella memoria di lavoro, spaziale e di riconoscimento che è durata per circa 1 settimana.
I miglioramenti hanno anche coinciso con un "recupero dell'espressione e della funzione del recettore del glutammato nella corteccia frontale", osserva Yan.
L'Alzheimer e altre malattie del cervello simili raramente si collegano a un solo gene. Di solito sono poligenetici, cioè coinvolgono molti geni, ognuno dei quali ha solo un piccolo effetto.
Yan afferma che, poiché i processi epigenetici spesso influenzano diversi geni, potrebbero offrire obiettivi di trattamento più fruttuosi per le condizioni poligenetiche.
"Un approccio epigenetico può correggere una rete di geni, che ripristinerà collettivamente le cellule al loro stato normale e ripristinerà la complessa funzione cerebrale".
Zhen Yan, Ph.D.
