La riparazione della barriera emato-encefalica che perde può ringiovanire la funzione cerebrale
Una nuova ricerca sui topi mette in dubbio l'idea che "non si possono insegnare nuovi trucchi a un vecchio cane". La risposta potrebbe risiedere nel preservare la barriera emato-encefalica, che tende a perdere con l'età.
La barriera emato-encefalica è un insieme complesso di caratteristiche dei vasi sanguigni che aiutano a proteggere il cervello da sostanze potenzialmente dannose nel flusso sanguigno.
In un recente Medicina traslazionale scientifica studio, gli scienziati descrivono come la rottura della barriera emato-encefalica può innescare l'infiammazione del cervello e il deterioramento cognitivo nei topi che invecchiano.
Il team internazionale ha scoperto che la rottura della barriera emato-encefalica attiva una proteina di segnalazione nelle cellule cerebrali chiamate astrociti.
I ricercatori hanno quindi sviluppato e testato un farmaco che bloccava la proteina di segnalazione, che prende il nome di trasformare il fattore di crescita beta (TGF-beta).
Dopo il trattamento con il farmaco, i topi hanno mostrato meno segni di infiammazione cerebrale e una migliore capacità di apprendere nuovi compiti che corrispondevano alle prestazioni di topi molto più giovani.
"Tendiamo a pensare al cervello invecchiato nello stesso modo in cui pensiamo alla neurodegenerazione: l'età comporta la perdita di funzioni e di cellule morte", dice Daniela Kaufer, una professoressa di biologia integrativa dell'Università della California, a Berkeley, co-autrice dello studio.
"Ma i nostri nuovi dati raccontano una storia diversa sul motivo per cui il cervello invecchiato non funziona bene: è a causa di questa" nebbia "di carico infiammatorio", aggiunge.
Il Prof. Kaufer spiega che entro pochi giorni dall'abolizione della "nebbia infiammatoria", il cervello invecchiato inizia a funzionare più come un cervello giovane.
I risultati dovrebbero aiutare gli scienziati a comprendere meglio il declino delle funzioni cerebrali che coinvolgono l'infiammazione che può accompagnare l'invecchiamento e condizioni come la demenza.
Indagare sulla nebbia infiammatoria
Un numero crescente di ricerche - inclusi studi di imaging dell'autore dello studio co-senior Alon Friedman, dell'Università Ben-Gurion del Negev in Israele e dell'Università Dalhousie in Canada - mostra che la barriera emato-encefalica diventa meno efficiente con l'età.
Più perde la barriera emato-encefalica, più è facile per le sostanze che causano l'infiammazione passare dal flusso sanguigno al tessuto cerebrale e danneggiare le cellule.
Kaufer e Friedman sono anche co-autori senior di un altro recente Medicina traslazionale scientifica studio che ha esaminato più da vicino la nebbia infiammatoria nelle barriere emato-encefaliche che perdono.
Le persone con malattia di Alzheimer possono spesso sperimentare eventi epilettici, ma loro e i loro medici non ne sono necessariamente consapevoli.
L'età avanzata è un fattore di rischio sia per l'Alzheimer che per l'epilessia, e i dati sperimentali e clinici supportano l'idea di un legame tra le due condizioni.
Per il secondo studio, il team ha analizzato le letture EEG di persone con malattia di Alzheimer e ha trovato una firma EEG per ciò che descrivono come "eventi parossistici a onde lente (PSWE)".
Dagli EEG, hanno visto come il tasso di PSWEs sembrava corrispondere al livello di deterioramento cognitivo degli individui.
Negli EEG di persone con epilessia, hanno scoperto che i PSWE che si sono verificati tra le crisi corrispondevano ad aree della barriera emato-encefalica che perdeva. Hanno trovato la stessa corrispondenza nei topi anziani, nei topi inclini al morbo di Alzheimer e nei ratti con epilessia indotta.
TGF-beta e albumina
Ulteriori test su ratti giovani hanno rivelato che era possibile danneggiare la barriera emato-encefalica introducendo la proteina albumina nel cervello. Ciò ha portato a un tasso più elevato di PSWE.
In una ricerca precedente, Friedman e Kaufer avevano dimostrato che l'albumina può fuoriuscire nel cervello in seguito a un trauma. La proteina si lega al recettore TGF-beta degli astrociti.
Legandosi ai recettori TGF-beta degli astrociti, la proteina innesca una catena di eventi infiammatori che danneggiano le cellule e i circuiti cerebrali.
Il danno aumenta la probabilità di convulsioni interrompendo l'equilibrio tra eccitazione e inibizione dei neuroni.
Il team conclude che i risultati indicano una barriera emato-encefalica che perde come potenziale causa di convulsioni non convulsive nelle persone con malattia di Alzheimer. Può anche offrire un potenziale obiettivo di trattamento.
Biomarcatori per barriere emato-encefaliche alterate
I ricercatori suggeriscono che le due serie di risultati offrono due nuovi biomarcatori che potrebbero aiutare i medici a identificare le persone che potrebbero avere un problema di barriera emato-encefalica: uno che utilizza la risonanza magnetica (che può rilevare le barriere che perdono) e l'altro che usa l'EEG (che può rilevare anomalie ritmi cerebrali).
C'è anche la possibilità di sviluppare il farmaco che hanno usato come un modo per riparare una barriera emato-encefalica che perde per rallentare e forse anche invertire alcuni dei problemi che può causare.
"Ora abbiamo due biomarcatori che ti dicono esattamente dove sta perdendo la barriera emato-encefalica, quindi puoi selezionare i pazienti per il trattamento e prendere decisioni su quanto a lungo somministrare il farmaco".
Prof. Daniela Kaufer
Gli esperti che commentano i due studi generalmente accolgono con favore i risultati, ma mettono in guardia dal saltare alla conclusione che descrivono modi per invertire la demenza negli esseri umani.
"Complessivamente", osserva Diego Gomez-Nicola, professore associato di neuroscienze presso l'Università di Southampton nel Regno Unito, "questi studi si aggiungono a un corpo di conoscenze a sostegno dell'impatto dell'infiammazione sulla demenza e forniscono obiettivi promettenti per futuri studi clinici . "
