Ricerche

Nel cervello anziano la barriera emato-encefalica (linea verde) si degrada e il colorante (viola) fuorisce nel cervello (Fonte: Vileda Lab /UCSF)

Uno studio eseguito all'Università della California di San Francisco ha rilevato che una proteina epatica indotta dall'esercizio fisico rafforza la barriera emato-encefalica, migliorando la memoria e rallentando il declino legato all'età. I ricercatori della UCSF hanno scoperto un meccanismo che potrebbe spiegare come l’esercizio migliora la cognizione rafforzando la barriera protettiva dei vasi sanguigni del cervello.

Invecchiando, questa rete di vasi sanguigni (barriera emato-encefalica) comincia a perdere, consentendo l’ingresso di composti dannosi nel cervello. Ciò provoca infiammazione, che è associata al declino cognitivo ed è presente in condizioni come il morbo di Alzheimer (MA). Sei anni fa, il team ha identificato un enzima, chiamato GPLD1, capace di ringiovanire il cervello, che i topi producevano nel fegato durante l’attività fisica. Ma non riuscivano a capire come funzionasse, perché non riusciva ad entrare nel cervello.

Il nuovo studio rivela che il GPLD1 funziona attraverso un'altra proteina chiamata TNAP. Man mano che i topi invecchiano, le cellule che formano la barriera emato-encefalica accumulano TNAP, rendendola permeabile. Ma quando i topi fanno attività fisica, il loro fegato produce GPLD1 che viaggia verso i vasi che circondano il cervello e taglia la TNAP dalle cellule. "Questa scoperta mostra quanto sia importante il corpo per comprendere come il cervello declina con l'età", ha affermato Saul Villeda PhD, direttore associato dell'UCSF Bakar Aging Research Institute, nonché autore senior dello studio pubblicato su Cell.

Per iniziare a capire come funziona il GPLD1 nel cervello, il team ha considerato il suo compito principale: tagliare alcune proteine dalla superficie delle cellule. Quindi, hanno cercato tessuti che presentassero proteine ​​sulla loro superficie che potessero essere tagliate dall'enzima. Hanno ipotizzato che alcuni tessuti probabilmente accumulassero più di queste proteine ​​con l’età.

Sono emerse le cellule che compongono la barriera emato-encefalica. Avevano diversi bersagli GPLD1 che punteggiavano la loro superficie, ma quando i ricercatori hanno esposto ciascuno dei bersagli al GPLD1 in provetta, ne ha tagliato solo uno: TNAP. I topi giovani progettati per avere più TNAP nella barriera emato-encefalica hanno perso le loro capacità cognitive come se fossero stati vecchi.

Quando i ricercatori hanno utilizzato strumenti di ingegneria genetica per ridurre la quantità di TNAP nei topi di 2 anni – l’equivalente di 70 anni umani – la loro barriera emato-encefalica è diventata meno permeabile e l’infiammazione cerebrale è diminuita. I topi hanno ottenuto risultati migliori anche nei test di memoria. "Siamo stati in grado di sfruttare questo meccanismo in età avanzata per i topi e ha funzionato ancora", ha affermato Gregor Bieri PhD, post-dottorato nel laboratorio di Villeda e primo coautore dello studio.

Trovare farmaci per ridurre le proteine ​​come TNAP potrebbe essere un nuovo modo per ringiovanire la barriera emato-encefalica, anche dopo che è stata degradata dall’età. "Stiamo scoprendo la biologia che la ricerca sul MA ha ampiamente trascurato", ha detto Villeda. “Potrebbe aprire nuove possibilità terapeutiche oltre le strategie tradizionali che si concentrano quasi esclusivamente sul cervello”.