Esperienze e opinioni

Il Progetto Manhattan era lo sforzo segreto del governo USA per creare armi atomiche. Qui 7 scienziati della bomba atomica esaminano un radientometro sul sito dell'esplosione test del 13-9-'45. Nella foto (da sin): Dr. Kenneth T. Bainbridge, Harvard; Dr. Joseph G. Hoffman, Università di Buffalo; Dr. J. Robert Oppenheimer, California; Dr. Louis H. Hempelmann, Washington; Dr. Victor Weisskopf; Dr. Robert F. Bacher, Cornell e il dott. Richard W. Dodson della California. (AP Photo / KEYSTONE / Martial Trezzini)

Immagina se il morbo di Alzheimer (MA) fosse trattato come altre malattie comuni. Invece di preoccuparti della prospettiva di perdere lentamente la memoria, potresti ricevere una serie di iniezioni durante la mezza età per prevenire l'insorgenza di questo incubo neurologico, proprio come facciamo per ridurre il rischio di influenza. Oppure puoi prendere una pillola al giorno come si fa per controllare il colesterolo o la pressione.

Può sembrare improbabile, data la lunga serie di farmaci per il MA che hanno fallito negli studi clinici, ma rimango ottimista. Come medico-scienziato che conduce ricerche sulle malattie neurodegenerative, credo che stiamo facendo progressi significativi nello scoprire le radici del MA.

Il MA è una malattia neurodegenerativa che elude i ricercatori da anni. La malattia si sviluppa quando due proteine (A-beta e tau) si accumulano nel cervello. L'A-beta si accumula al di fuori delle cellule nervose, e la tau al loro interno. Decenni di studi suggeriscono che l'A-beta in qualche modo porta all'accumulo della tau, che è ciò che causa la morte delle cellule nervose. Questo potrebbe spiegare perché sono falliti tutti i primi trattamenti focalizzati esclusivamente sull'A-beta. Queste idee hanno portato a nuovi criteri diagnostici che tengono conto di queste due proteine ​​per fare la diagnosi definitiva.

Gli studi meccanicistici richiedono tempo ma ripagano

Come scienziato, sono sempre stato affascinato dalle basi molecolari della malattia e, come medico, mi sono impegnato ad aiutare i pazienti. Nel mio laboratorio al Medical Center dell'Università del Texas Southwestern di Dallas, il nostro gruppo si concentra sull'individuazione dei cambiamenti strutturali nella proteina tau che la inducono ad aggregarsi e a causare la malattia.

Il nostro lavoro suggerisce che la neurodegenerazione inizia con un cambio di forma della proteina tau, che quindi forma grumi tossici nel cervello. Questi grumi sono mobili e sembrano trasmettere la patologia tra diversi gruppi di neuroni causando la progressione della malattia. Poiché la tau ha il ruolo centrale nella distruzione delle cellule cerebrali, e poiché i neuroni perduti non possono essere sostituiti, i nostri ricercatori stanno lavorando per sviluppare strumenti per cogliere i primi segni della tau tossica. Questo può accadere molti anni prima che i sintomi cognitivi diventino evidenti.

Se i medici fossero in grado di rilevare le forme di tau che causano la malattia, riuscirebbero a diagnosticare la malattia sottostante prima che si verifichi la perdita permanente di cellule cerebrali, forse anche prima che le persone sappiano di avere un problema. Ciò richiede lo sviluppo di biomarcatori migliori e più sensibili che possano facilitare questo processo, proprio come ora usiamo l'emoglobina A1C per diagnosticare il diabete incipiente.

Per fare ciò abbiamo riunito un team non convenzionale con esperienza in biologia strutturale, biochimica, biologia cellulare, neurologia e neuropatologia per lavorare fianco a fianco nel nostro Centro Alzheimer e Malattie Neurodegenerative (CAND).

La ricerca del mio laboratorio ha già contribuito allo sviluppo di un anticorpo anti-tau che è sottoposto a studi clinici. Questo anticorpo lega la tau e può facilitare la sua eliminazione dal cervello. (Dichiarazione: Ricevo royalties tramite il mio ex datore di lavoro, la Washington University di St. Louis, per il mio ruolo nella scoperta di questo farmaco).

Al CAND l'approccio è molto simile al gruppo eterogeneo di ingegneri e fisici riuniti durante la seconda guerra mondiale per il Progetto Manhattan, lo sforzo segreto per creare la prima bomba atomica. Il nostro team multidisciplinare sposa scoperte e progettazione con l'obiettivo di sviluppare strumenti diagnostici e terapie personalizzate in grado di arginare la progressione del MA e di altri disordini neurodegenerativi.

Il ruolo della filantropia

I maggiori filantropi hanno compreso il valore degli sforzi di ricerca integrati per risolvere problemi specifici nella scienza. Stanno versando decine di milioni di dollari nella ricerca sul MA. Il nostro team della UT Southwestern ha recentemente ricevuto un premio di 1 milione di dollari dalla Chan Zuckerberg Initiative, creata dal fondatore di Facebook Mark Zuckerberg e sua moglie, Priscilla Chan.

In totale, l'iniziativa Chan Zuckerberg ha assegnato oltre 50 milioni di dollari a 17 investigatori e nove gruppi scientifici per il lancio di una rete di sfide neurodegenerative. Ciò riunisce scienziati di diversi campi (biochimica, genetica, neuropatologia e scienza computazionale) che stanno ampliando la visione sulla malattia, esplorando molteplici cause alla base delle malattie neurodegenerative, anche se i ricercatori del CAND si concentrano principalmente sulla tau.

La sfida sta diventando più urgente. L'Alzheimer è un problema medico che definisce la nostra generazione. Più di 5 milioni di americani ne sono ora afflitti e si prevede che il loro numero raggiunga quasi i 14 milioni entro il 2050, minacciando di sopraffare un sistema sanitario già stressato.

Con il supporto della Chan Zuckerberg Initiative, abbiamo integrato la ricerca in più laboratori per provare a sviluppare un sistema logico che classifica i vari sottotipi di malattie neurodegenerative legate alla tau. Questo sistema è radicato nel collegare la struttura tridimensionale di una singola proteina tau ai suoi effetti cellulari e correlare strutture specifiche con particolari modelli di patologia.

Un giorno speriamo di riuscire a estrarre piccole quantità di proteine ​​critiche dal sangue, o dal liquido spinale che bagna il cervello, per predire l'insorgenza di malattie specifiche, e quindi intervenire con un trattamento personalizzato prima che ci sia un danno.

Cerchiamo un approccio 'personalizzato' alla diagnosi basata sulla struttura proteica. Questo è analogo al modo in cui le informazioni genetiche vengono ora usate per classificare il cancro. Speriamo di usare questa struttura per identificare i pazienti a rischio, in modo da poter monitorare le loro risposte al trattamento e, infine, decidere chi trarrà il massimo beneficio da interventi specifici.

Questo piano ambizioso richiederà nuovi e sofisticati strumenti per studiare la struttura delle proteine, analizzare i tessuti cerebrali e facilitare la traduzione di queste idee nella clinica, il tutto in stretta collaborazione con varie discipline scientifiche molto disparate.

Dobbiamo continuare a finanziare la ricerca di base

Anche se pensiamo che puntare l'aggregazione tau e la sua diffusione attraverso il cervello sia il modo migliore per curare la malattia, è improbabile che sia l'unico efficace. Nuove terapie si stanno facendo strada attraverso le sperimentazioni cliniche. Questi includono farmaci che disattivano il gene della tau e bloccano la produzione della proteina. Molteplici esperimenti stanno usando il sistema immunitario del corpo per attaccare le proteine ​​A-beta e tau e nuove informazioni biologiche su come tau e A-beta causano patologie all'interno delle cellule possono portare a strategie complementari.

Sforzi vigorosi come la Chan Zuckerberg Initiative stanno dando una spinta decisiva in un momento in cui alcune compagnie farmaceutiche hanno ridimensionato la ricerca sui disordini cerebrali. Ciò significa che il sostegno del governo federale rimane indispensabile. Il National Institutes of Health ha triplicato il suo budget annuale per la ricerca sul MA e le relative demenze dal 2014, raggiungendo $ 1,9 miliardi nell'ultimo anno fiscale.

Non posso prevedere quando avremo un trattamento per il MA. Ma sono fiducioso che quando accadrà si baserà sulle scoperte fatte nei laboratori di ricerca accademici, proprio come gli scienziati delle generazioni precedenti hanno prodotto vaccini contro la poliomielite e farmaci efficaci per l'HIV e l'epatite C.

Un vaccino per l'Alzheimer? La modifica dei geni sembrava fantascienza 25 anni fa, ma ora viene usata per salvare vite. Spostando il paradigma sulla ricerca del MA, anche i trattamenti per le malattie neurodegenerative possono diventare realtà.