Ricerche

Una forma dannosa della proteina tau, che si accumula nel morbo di Alzheimer (MA) e in disturbi cerebrali simili, può danneggiare direttamente i vasi sanguigni nel cervello, secondo un nuovo studio di ricercatori della Temple University di Filadelfia (USA). Lo fa cambiando il modo in cui le cellule che rivestono i vasi sanguigni producono energia, portando all'infiammazione e indebolendo la barriera emato-encefalica, lo scudo protettivo del cervello.

La scoperta, riportata su Alzheimer's & Dementia, svela un nuovo meccanismo molecolare che spiega potenzialmente la disfunzione vascolare mediata da tau nel cervello ed evidenzia l'importanza di concentrarsi sui cambiamenti neurovascolari iniziali mediati da tau per aiutare a prevenire o rallentare il danno alla barriera emato-encefalica nel MA.

"La tau è nota da tempo per la sua associazione con la disfunzione neuronale nel cervello nel MA e in altri disturbi neurologici, ma recenti studi hanno dimostrato che la proteina si accumula anche lungo le pareti dei vasi cerebrali in queste condizioni", spiega Silvia Fossati PhD, direttrice ad-interim del Centro Alzheimer della Temple e prof.ssa associata di Scienze Neuronali e Cardiovascolari, e autrice senior nel nuovo rapporto.

I problemi con i vasi sanguigni nel cervello sono riconosciuti come alcuni dei primi cambiamenti che possono portare a perdita di memoria e altri sintomi nel MA e in altre forme di demenza. Questi problemi generalmente si incentrano sull'unità neurovascolare, un gruppo di diversi tipi di cellule, comprese le cellule dei vasi sanguigni, le cellule di supporto e i neuroni, che lavorano insieme per mantenere sano il cervello. Questo sistema aiuta a regolare il flusso sanguigno nel cervello, controlla come vengono forniti nutrienti ed energia e aiuta a proteggere il cervello dall'infiammazione e dalle sostanze dannose.

Fino ad ora, gli scienziati non avevano capito appieno cosa fanno gli aggregati di proteine ​​tau ai vasi sanguigni del cervello. Per scoprirlo, la dott.ssa Fossati e il dottorando Roberto Guzmán-Hernández, primo autore dello studio, hanno condotto una serie di esperimenti in vitro usando un modello cellulare che imita la barriera protettiva del cervello. Quando hanno esposto le cellule alla tau protofibrillare - una forma di tau che appare all'inizio del MA - hanno scoperto che barriera si è indebolita, diventando più 'permeabile' e meno in grado di proteggere il cervello.

Hanno anche scoperto che subito dopo l'esposizione alla tau protofibrillare, le cellule dei vasi sanguigni cerebrali hanno rapidamente modificato il modo in cui producono energia. Questo cambiamento ha innescato infiammazione e ha indebolito la barriera protettiva, suggerendo che questi cambiamenti dannosi si verificano molto presto nel processo della malattia.

"Fino ad ora, gli effetti della tau sulle cellule che foderano l'interno di questi vasi erano per lo più sottovalutati. Speriamo di aver svelato un pezzo del meccanismo complesso che porta alla patologia tau", ha affermato il dott. Guzmán-Hernández.

I dott. Fossati e Guzmán-Hernández hanno confermato i loro risultati in topi modello, animali progettati per accumulare tau nel cervello, producendo una condizione simile al MA umano. I loro studi sulla vascolarizzazione del cervello di topo hanno fatto luce sul meccanismo attraverso il quale la proteina tau può danneggiare la barriera emato-cerebrale all'inizio della malattia.

"I nostri risultati evidenziano i meccanismi molecolari e i cambiamenti metabolici attraverso i quali le specie di tau fibrillari contribuiscono a una perdita di resistenza alla barriera e danneggiano la barriera endoteliale, aumentando la sua permeabilità e attivando l'infiammazione", ha affermato la dott.ssa Fossati.

La dott.ssa Fossati ha in programma di studiare i meccanismi alla base dell'entrata della tau nelle cellule endoteliali e l'induzione della glicolisi nella barriera emato-cerebrale. "Siamo anche interessati a capire meglio gli effetti della tau protofibrillare sull'unità neurovascolare, in particolare sulle cellule gliali, che supportano i neuroni nel cervello", ha affermato la dott.ssa Fossati. "Alla fine, speriamo di identificare potenziali obiettivi per interventi terapeutici contro il MA e altre condizioni che coinvolgono la patologia neurovascolare".