Nuove scoperte nei topi hanno portato alla luce un meccanismo cruciale che collega l'attività dei neuroni alla funzione dei mitocondri, aprendo un potenziale percorso per combattere il declino cognitivo legato all'età.
I mitocondri hanno un ruolo fondamentale nel soddisfare le esigenze dinamiche di energia dell'attività neuronale, producendo adenosina trifosfato (ATP) principalmente attraverso la fosforilazione ossidativa (OXPHOS). Tuttavia, nel cervello dei mammiferi invecchiati, il metabolismo mitocondriale si deteriora, portando a profonde carenze sulla funzionalità neuronale e del circuito.
La rottura del percorso OXPHOS contribuisce allo stress ossidativo e alla disfunzione mitocondriale. Tuttavia, i meccanismi alla base del declino dell'attività OXPHOS e del suo impatto sull'efficienza mitocondriale nei neuroni che invecchiano erano ancora poco chiari, fatto che, per estensione, ha limitato lo sviluppo di interventi mirati per il declino cognitivo legato all'età.
Con questo obiettivo, Wenwen Li e i colleghi del Dipartimento di Neurologia del Secondo Ospedale Affiliato e della Zhejiang University di Hangzhou (Cina) hanno studiato il ruolo della trascrizione mitocondriale nella cognizione, nell'ippocampo di topi giovani e anziani. Hanno identificato un nuovo meccanismo di accoppiamento, che hanno chiamato 'accoppiamento di trascrizione del DNA eccitazione-mitocondriale' (E-TCmito, excitation-mitochondrial DNA transcription coupling), che collega l'eccitazione neuronale con la trascrizione del DNA mitocondriale.
Questo accoppiamento, distinto dal tradizionale accoppiamento di trascrizione di eccitazione nel nucleo, è essenziale per mantenere la salute sinaptica e mitocondriale. Nel cervello che invecchia, l'efficacia dell'E-TCmito diminuisce, portando a deficit cognitivi.
È notevole che, migliorando l'E-TCmito nei topi anziani, gli autori hanno osservato una migliore funzione cognitiva, evidenziando il suo potenziale come bersaglio terapeutico per contrastare il declino cognitivo associato all'invecchiamento.
“Attraverso un'impressionante combinazione di strumenti innovativi, fisiologia innovativa ed esperimenti comportamentali, Li e colleghi forniscono informazioni cruciali sulla biologia mitocondriale nel cervello invecchiato dei mammiferi”, scrivono Deniz Bingul e Scott Owen in un commento-prospettiva correlata alla pubblicazione. "I risultati aumentano la possibilità di identificare obiettivi per i disturbi neurocognitivi legati all'età associati alla disfunzione mitocondriale, che comprendono le malattie di Alzheimer e di Parkinson".
Fonte: American Association for the Advancement of Science via EurekAlert! (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: W Li, [+17], H Ma. Boosting neuronal activity-driven mitochondrial DNA transcription improves cognition in aged mice. Science, 2024, DOI
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