Ricerche

Uno studio pubblicato su Nature Neuroscience rivela che l'esercizio fisico ricabla il cervello a livello cellulare, offrendo nuove informazioni su potenziali strategie di trattamento per l'Alzheimer.

In magenta il sottotipo di astrociti arricchiti di caderina-4 (CDH4), che sembrano proteggere le cellule nervose dalla morte cellulare. (Immagine: Luis Moreira)

Attraverso il sequenziamento avanzato dell'RNA a nucleo singolo e un modello preclinico usato ampiamente per il morbo di Alzheimer (MA), ricercatori del Mass General Brigham di Boston e collaboratori della SUNY Upstate Medical University di Syracuse (New York), hanno identificato tipi specifici di cellule cerebrali che hanno risposto di più all'esercizio fisico. Questi risultati, convalidati in campioni umani, fanno luce sulla connessione tra esercizio fisico e salute del cervello e indicano obiettivi per farmaci futuri.

"Sebbene sappiamo da tempo che l'esercizio fisico aiuta a proteggere il cervello, non avevamo compreso appieno quali cellule sono responsabili o come funziona a livello molecolare", ha affermato l'autrice senior Christiane Wrann DVM/PhD, neuroscienziata e leader del programma in neuroprotezione in esercizio all'Heart and Vascular Institute del MGB e al McCance Center for Brain Health del Massachusetts General Hospital. "Ora, abbiamo una mappa dettagliata di come l'esercizio fisico influisce su ciascun tipo principale di cellula nel centro di memoria del cervello nel MA".

Lo studio si è concentrato su una parte dell'ippocampo: una regione cruciale per la memoria e l'apprendimento che è danneggiato all'inizio del MA. Il team di ricerca ha sfruttato il sequenziamento dell'RNA a singolo nucleo, una tecnologia relativamente nuova che consente ai ricercatori di esaminare l'attività a livello molecolare in singole cellule per una comprensione approfondita di malattie come il MA.

I ricercatori hanno fatto esercitare topi modello di MA su cesti rotanti, il che ha migliorato la loro memoria rispetto ai coetanei sedentari. Hanno quindi analizzato l'attività genica su migliaia di singole cellule cerebrali, scoprendo che l'esercizio ha cambiato l'attività sia nelle microglia, una popolazione di cellule cerebrali associata alla malattia, sia in un tipo specifico di astrociti associati al sistema neurovascolare recentemente scoperti dal team, che sono cellule associate ai vasi sanguigni nel cervello. Inoltre, gli scienziati hanno identificato il gene metabolico Atpif1 come un importante regolatore per creare nuovi neuroni nel cervello.

"Che siamo stati in grado di modulare i neuroni neonati usando il nostro nuovo set di geni obiettivo, sottolinea quanto è promettente il nostro studio", ha dichiarato la prima autrice Joana Da Rocha PhD, postdottorato del laboratorio della dott.ssa Wrann.

Per assicurarsi che i risultati fossero rilevanti per l'uomo, il team ha convalidato queste scoperte in un ampio set di dati dal tessuto cerebrale di MA umano, trovando sorprendenti somiglianze.

"Questo lavoro non solo fa luce sui benefici dell'esercizio fisico sul cervello, ma scopre anche potenziali obiettivi specifici nelle cellule per future terapie di MA", ha affermato Nathan Tucker, biostatistico della SUNY Upstate Medical University e coautore senior dello studio. "Il nostro studio costituisce una risorsa preziosa per la comunità scientifica che studia la prevenzione e il trattamento di MA".