'Camion dei rifiuti' del cervello: la chiave per curare l'Alzheimer e altri disturbi

28 Giu 2013

In un articolo prospettico apparso il 27 Giugno sulla rivista Science, i ricercatori del Medical Center della University of Rochester (URMC) puntano a un sistema appena scoperto, attraverso il quale il cervello elimina i rifiuti, come un nuovo e potente strumento potenziale per il trattamento di disturbi neurologici come l'Alzheimer.

Infatti, gli scienziati ritengono che alcune di queste condizioni possano insorgere quando questo sistema non fa il suo lavoro correttamente.

"Essenzialmente tutte le malattie neurodegenerative sono associate all'accumulo di prodotti di scarto cellulare", spiega Maiken Nedergaard, M.D., D.M.Sc., condirettore del Centro di Neuromedicina Traslazionale dell'URMC e autore dell'articolo. "Capire e infine scoprire come modulare il sistema del cervello per la rimozione di rifiuti tossici potrebbe portarci a nuovi modi per curare queste malattie".

Il corpo difende il cervello come una fortezza e lo circonda con un complesso sistema di cancelli che controllano quali molecole possono entrare e uscire. Anche se questa "barriera emato-encefalica" è stata descritta per la prima volta alla fine del 1800, solo ora gli scienziati stanno iniziando a comprendere le dinamiche di funzionamento di questi meccanismi. In effetti la complessa rete di rimozione dei rifiuti, che i ricercatori chiamano sistema glinfatico, è stato svelato per la prima volta dagli scienziati dell'URMC lo scorso Agosto sulla rivista Science Translational Medicine.

La rimozione dei rifiuti è una funzione biologica essenziale e il sistema linfatico - una rete circolatoria di organi e vasi - svolge questo compito in gran parte del corpo. Tuttavia, il sistema linfatico non si estende al cervello e, di conseguenza, i ricercatori non hanno mai capito in pieno cosa fa il cervello dei propri rifiuti. Alcuni scienziati hanno anche ipotizzato che questi sottoprodotti della funzione cellulare fossero in qualche modo "riciclati" dalle cellule del cervello.

Una delle ragioni per cui il sistema glinfatico ha eluso la comprensione per lungo tempo è che non può essere rilevato nei campioni di tessuto cerebrale. La chiave per capire e scoprire il sistema è l'avvento di una nuova tecnologia di imaging chiamata microscopia a due fotoni, che consente agli scienziati di scrutare in profondità all'interno del cervello vivente. Utilizzando questa tecnologia sui topi, il cui cervello è notevolmente simile a quello degli esseri umani, Nedergaard e i suoi colleghi sono riusciti a osservare e documentare ciò che rappresenta un sistema idraulico, ampio e finora sconosciuto, responsabile dell'eliminazione dei rifiuti in tutto il cervello.

Il cervello è circondato da una membrana chiamata aracnoide e immerso nel liquido cerebrospinale (CSF). Il CSF scorre verso l'interno del cervello attraverso le stesse vie delle arterie che portano il sangue. Questo sistema parallelo è simile a un tubo a forma di ciambella all'interno di un tubo, con l'anello interno che porta il sangue e l'anello esterno che trasporta il CSF. Il CSF arriva nel tessuto cerebrale attraverso un sistema di condotte controllate da un tipo di cellule di supporto nel cervello chiamate glia, in questo caso astrociti. Il termine glinfatico è stato coniato combinando le parole glia e linfatico.

Il CSF si diffonde nel tessuto cerebrale ad un'alta velocità, spazzando le proteine in eccesso e gli altri rifiuti insieme. Il fluido e i rifiuti vengono scambiati con un sistema simile, parallelo alle vene, che trasporta i rifiuti fuori del cervello e lungo la spina dorsale dove viene infine trasferito al sistema linfatico e da lì al fegato, dove viene definitivamente degradato. Mentre la scoperta del sistema glinfatico ha risolto un mistero che per lungo tempo aveva sconcertato la comunità scientifica, la comprensione del modo in cui il cervello rimuove i rifiuti - sia quando funziona che quando si interrompe - ha implicazioni significative per il trattamento di disturbi neurologici.

Uno dei tratti distintivi dell'Alzheimer è l'accumulo nel cervello della proteina amiloide-beta. Infatti nel tempo queste proteine si accumulano con una tale densità da poter essere osservate come delle placche sulle scansioni del cervello. La strada per nuovi trattamenti potrebbe essere indicata dalla comprensione del ruolo del sistema glinfatico nella incapacità del cervello di scomporre e rimuovere l'amiloide-beta: in particolare, se certi "attori" principali del sistema glinfatico, come gli astrociti, possano essere manipolati per migliorare la rimozione dei rifiuti.

"L'idea che le malattie da 'cervello sporco' come l'Alzheimer possano derivare da un rallentamento del sistema glinfatico nell'invecchiamento è un modo completamente nuovo di pensare ai disturbi neurologici", ha detto Nedergaard. "Ci presenta anche una nuova serie di obiettivi per aumentare potenzialmente l'efficienza dell'eliminazione glinfatica e, in definitiva, cambiare il corso di queste condizioni".

Fonte: University of Rochester Medical Center.

Riferimento: M. Nedergaard. Garbage Truck of the Brain. Science, 2013; 340 (6140): 1529 DOI: 10.1126/science.1240514

Pubblicato in Science Daily (> English version) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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