Il morbo di Parkinson e la demenza con corpi di Lewy sono entrambi caratterizzati da una compromissione della funzione cerebrale legata alla morte neurale. Un nuovo importante studio ha identificato come il principale colpevole del danno neuronale – la proteina alfa-sinucleina – danneggia i neuroni.
La malattia di Parkinson è una condizione neurodegenerativa caratterizzata da compromissione della funzione motoria e senso dell’equilibrio fisico.
I suoi sintomi derivano dal danno e dalla morte delle cellule cerebrali, anch’essi una caratteristica della demenza malattia neurodegenerativa con corpi di Lewy (DLB).
Il DLB presenta sia la compromissione della funzione motoria 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 di malattia di Parkinson”.
In tutte queste malattie, il misfolding – errata strutturazione – di una proteina chiamata “alfa-sinucleina” porta alla formazione di depositi che interferiscono con il sano funzionamento delle cellule cerebrali.
Tipicamente, queste forme nei neuroni si trovano nell’ippocampo, nella regione del cervello che svolge un ruolo chiave nei processi di apprendimento e nella formazione e richiamo della memoria.
Anche se è noto che gli aggregati di proteina alfa-sinucleina misfolded alla fine portano alla morte delle cellule cerebrali, e quindi alla grave compromissione di varie funzioni cognitive, fino ad ora, i ricercatori non hanno capito 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 della Birmingham School of Medicine – e colleghi hanno deciso di cercare quella visione persa.
Il loro articolo – che è ora pubblicata sulla rivista – spiega quali cambiamenti avvengono a livello cellulare nel cervello, dopo la formazione di aggregati di alfa-sinucleina, e prima della morte neuronale.
Volpicelli-Daley ei suoi colleghi sperano che le loro scoperte possano alla fine portare a trattamenti migliorati che possano prevenire, o addirittura contribuire a invertire, i danni neurali che potrebbero portare alla demenza.
“Nella malattia di Parkinson, è possibile somministrare la levodopa per migliorare la funzione motoria, ma non c’è nulla che possa fermare i sintomi non motori”, spiega Volpicelli-Daley.
Mappatura di alterazioni neurali anormali
In uno studio precedente, Volpicelli-Daley e il suo team a quel tempo svilupparono un modello sperimentale di depositi artificiali di alfa-sinucleina in vitro, che permise 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 alfa-sinucleina, che hanno poi introdotto nelle cellule cerebrali dei topi.
Poi, hanno studiato i cambiamenti che si sono verificati nei neuroni dell’ippocampo al contrassegno di 7 giorni – un punto in cui non sarà ancora essere stato innescato morte delle cellule cerebrali.
A quel punto, c’erano alti livelli di alfa-sinucleina negli assoni delle cellule cerebrali, le proiezioni avevano il compito di inviare impulsi elettrici che trasportano informazioni tra i neuroni.
Quello che Volpicelli-Daley e colleghi hanno scoperto è che gli aggregati di alfa-sinucleina hanno portato a strani errori all’interno dei “meccanismi di comunicazione” dei neuroni ippocampali.
Pertanto, vi era un’attività anormale sia nei terminali presinaptici (trasmissione del segnale) che in quelli postsinaptici (ricezione del segnale) delle cellule cerebrali. E questi cambiamenti avvenivano qualche tempo prima che la neurodegenerazione, seguita dalla morte cellulare, fosse innescata.
“Qualcosa è chiaramente succedendo con i neuroni prima di morire”, osserva Volpicelli-Daley, aggiungendo: “V’è una maggiore attività presso il terminale presinaptico, il sito del neurone che rilascia sostanze chimiche chiamate neurotrasmettitori.”
“D’altra parte,” continua, “c’è una diminuita attività post-sinaptica, il sito del neurone vicino dove queste sostanze chimiche rilasciate attivano sistemi di messaggistica”, che “possono suggerire che c’è plasticità nei neuroni, cioè, la i neuroni si stanno adattando all’aumento dell’attività. “
Questo non è un buon segno, dal momento che “col tempo questa attività anormale potrebbe alla fine portare alla morte dei neuroni”, come spiega Volpicelli-Daley.
“Uno studio rivoluzionario”
Tuttavia, il lavoro dei ricercatori non si esaurisce con queste scoperte. L’autore senior osserva che si dovrebbe fare più ricerca riguardo alla (ancora misteriosa) alfa-sinucleina stessa e al ruolo che tipicamente gioca nel funzionamento delle cellule cerebrali.
“Il passo successivo” dice Volpicelli-Daley, “sarà guardando come alfasinucleina aumenta l’attività presinaptica e se questa è una perdita di funzione alfasinucleina in questo compartimento neurone o è causato dalla formazione di aggregati alfa-sinucleina tossici “.
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 malattia di Parkinson e della ricerca sulla demenza.
“Questo è uno studio pionieristico e uno dei primi ad affrontare questioni critiche e in precedenza elusive su come la alfa-sinucleina tossica influenza la struttura e la fisiologia dei neuroni della memoria”.
Jeremy Herskowitz
