Parkinson, demenza: è questa la chiave della terapia preventiva?
Il morbo di Parkinson e la demenza con corpi di Lewy sono entrambi caratterizzati da una ridotta funzione cerebrale legata alla morte neurale. Un nuovo studio fondamentale ha identificato come il principale responsabile del danno neuronale - la proteina alfa-sinucleina - danneggia i neuroni.
La malattia di Parkinson è una condizione neurodegenerativa caratterizzata da ridotta funzione motoria e senso di equilibrio fisico.
I suoi sintomi derivano dal danno e dalla morte delle cellule cerebrali, anche una caratteristica della demenza da malattia neurodegenerativa con corpi di Lewy (DLB).
La DLB presenta sia la funzione motoria ridotta del Parkinson, sia la perdita di memoria e altri tipi di declino cognitivo caratteristici della malattia di Alzheimer.
Le persone con malattia di Parkinson possono anche sviluppare una forma di demenza chiamata "demenza da malattia di Parkinson".
In tutte queste malattie, il ripiegamento errato - una strutturazione difettosa - di una proteina chiamata “alfa-sinucleina” porta alla formazione di depositi che interferiscono con il buon funzionamento delle cellule cerebrali.
Tipicamente, questi si formano nei neuroni che si trovano nell'ippocampo, la regione del cervello che svolge un ruolo chiave nei processi di apprendimento e nella formazione e nel richiamo della memoria.
Sebbene sia noto che aggregati proteici alfa-sinucleina ripiegati in modo errato portano alla morte delle cellule cerebrali e quindi al grave deterioramento di varie funzioni cognitive, finora i ricercatori non hanno compreso i meccanismi sottostanti che portano a questo risultato.
In un nuovo studio, la ricercatrice senior Laura Volpicelli-Daley - che lavora presso l'Università dell'Alabama presso la Birmingham School of Medicine - e colleghi hanno deciso di cercare quell'intuizione mancante.
Il loro articolo - che ora è pubblicato sulla rivista Acta Neuropathologica Communications - spiega quali cambiamenti avvengono a livello cellulare nel cervello, dopo la formazione di aggregati di alfa-sinucleina e prima della morte neurale.
Volpicelli-Daley ei suoi colleghi sperano che le loro scoperte possano alla fine portare a trattamenti migliori che potrebbero prevenire, o addirittura aiutare a invertire, il danno neurale che potrebbe portare alla demenza.
"Nella malattia di Parkinson, puoi somministrare levodopa per migliorare la funzione motoria; ma non c'è niente per fermare i sintomi non motori ", spiega Volpicelli-Daley.
Mappatura dei cambiamenti neurali anormali
In uno studio precedente, Volpicelli-Daley e il suo team a quel tempo hanno sviluppato un modello sperimentale di depositi di alfa-sinucleina artificiale in vitro, che ha permesso loro di simulare lo sviluppo di questi aggregati nelle cellule cerebrali.
Ai fini della nuova ricerca, gli scienziati hanno applicato questa tecnica per ottenere aggregati di alfa-sinucleina, che hanno poi introdotto nelle cellule cerebrali dei topi.
Quindi, hanno studiato i cambiamenti che si sono verificati nei neuroni dell'ippocampo al limite dei 7 giorni, un punto in cui la morte delle cellule cerebrali non sarà ancora stata innescata.
In quella fase, c'erano alti livelli di alfa-sinucleina negli assoni delle cellule cerebrali, le proiezioni incaricate di inviare impulsi elettrici che trasportano le informazioni tra i neuroni.
Ciò che Volpicelli-Daley e colleghi hanno scoperto è che gli aggregati di alfa-sinucleina hanno portato a strani difetti nei "meccanismi di comunicazione" dei neuroni dell'ippocampo.
Pertanto, c'era un'attività anormale sia ai terminali presinaptici (trasmissione del segnale) che postsinaptici (ricezione del segnale) delle cellule cerebrali. E questi cambiamenti si sono verificati qualche tempo prima che la neurodegenerazione, seguita dalla morte cellulare, fosse innescata.
"Qualcosa sta chiaramente succedendo con i neuroni prima che muoiano", osserva Volpicelli-Daley, aggiungendo: "C'è una maggiore attività al terminale presinaptico, il sito del neurone che rilascia sostanze chimiche chiamate neurotrasmettitori".
"D'altra parte", continua, "c'è una diminuzione dell'attività post-sinaptica, il sito del neurone vicino dove queste sostanze chimiche rilasciate attivano i sistemi messaggeri", il che "può suggerire che c'è plasticità nei neuroni, cioè il i neuroni si stanno adattando all'aumento dell'attività. "
Questo non è un buon segno, poiché "Nel tempo, questa attività anormale può portare alla morte dei neuroni", come spiega Volpicelli-Daley.
"Uno studio rivoluzionario"
Il lavoro dei ricercatori, tuttavia, non si esaurisce con queste scoperte. L'autore senior osserva che dovrebbero essere svolte ulteriori ricerche sulla (ancora misteriosa) alfa-sinucleina stessa e sul ruolo che essa gioca tipicamente nel funzionamento delle cellule cerebrali.
"Il prossimo passo", afferma Volpicelli-Daley, "sarà osservare come l'alfa-sinucleina aumenta l'attività presinaptica e se si tratta di una perdita della funzione di alfa-sinucleina in questo compartimento neuronale o è causata dalla formazione di aggregati tossici di alfa-sinucleina . "
Jeremy Herskowitz, che è l'altro ricercatore senior in questo studio, suggerisce che il lavoro del team costituisce un nuovo punto di riferimento nel panorama della ricerca sul morbo di Parkinson e sulla demenza.
"Questo è uno studio rivoluzionario e uno dei primi ad affrontare domande critiche e precedentemente sfuggenti su come l'alfa-sinucleina tossica influenzi la struttura e la fisiologia dei neuroni della memoria".
Jeremy Herskowitz
