Ricerche

Combinare un colorante fluorescente placca-legante con fibre ottiche piatte e affusolate consente di monitorare in profondità le aree cerebrali durante il comportamento naturale, un modo poco invasivo per studiare la progressione della malattia e gli effetti terapeutici in tempo reale. Fonte: S. Sakata /Università di Strathclyde

Il morbo di Alzheimer (MA) è caratterizzato dall'accumulo di placche amiloidi nel cervello, ma la maggior parte dei modi di studiare questi depositi nei topi modello richiede di sacrificare gli animali. Ciò limita la capacità dei ricercatori di seguire lo sviluppo della malattia o il funzionamento dei trattamenti nel tempo. Un nuovo studio, pubblicato in Neurophotonics, descrive un metodo a fibra ottica in grado di monitorare i segnali della placca nei topi viventi e in movimento libero, aprendo la porta a test più flessibili di potenziali terapie.

Il team, guidato da ricercatori dell'Università di Strathclyde (GB) e dell'Istituto Italiano di Tecnologia, ha adattato la fotometria di fibra, una tecnica comune usata per registrare l'attività neurale, per rilevare placche amiloidi. Invece di affidarsi a sensori codificati geneticamente, hanno usato il Methoxy-X04, un colorante fluorescente che attraversa la barriera emato-encefalica e si lega specificamente alle fibrille amiloidi.

Negli esperimenti iniziali, i ricercatori hanno usato fibre ottiche piatte nei topi modello di MA anestetizzati (topi 5xFAD) e hanno scoperto che i segnali di fluorescenza erano fortemente correlati alla densità della placca, misurata in seguito nelle fette cerebrali. Un modello di apprendimento automatico è riuscito a distinguere gli animali con placca da quelli sani solo in base a questi profili di profondità.

Successivamente, il team ha testato le fibre ottiche affusolate, che catturano segnali da diverse profondità del cervello. Nelle fette di tessuto cerebrale, le fibre affusolate hanno tracciato in modo affidabile la distribuzione della placca. Se impiantate cronicamente nei topi vivi, le fibre hanno rivelato aumenti specifici della profondità della fluorescenza dopo l'iniezione di Methoxy-X04, ma solo nei topi modello di MA, non sui controlli sani. È importante che la tecnica ha funzionato in animali svegli e in movimento libero e ha mostrato aumenti dipendenti dall'età del segnale coerenti con la progressione della malattia.

Rispetto ai metodi esistenti come la microscopia a due fotoni o la tomografia optoacustica, il nuovo approccio a base di fibre consente il monitoraggio a lungo termine delle regioni cerebrali profonde senza anestesia. I ricercatori notano che, sebbene la tecnica non possa definire singole placche, fornisce un modo minimamente invasivo per tenere traccia dei cambiamenti patologici nel tempo e nelle regioni cerebrali.

Gli autori suggeriscono che questo metodo potrebbe aiutare gli scienziati a testare il modo in cui i potenziali trattamenti influiscono sull'accumulo di placca in tempo reale, accelerando lo sviluppo delle nuove terapie di MA.