Ricerche

La ricerca apre la porta allo sviluppo di terapie per le malattie neurodegenerative

L'invecchiamento compromette i vasi linfatici (verde) nei tessuti chiamati meningi (blu) che circondano il cervello, disabilitando il drenaggio dei rifiuti dal cervello e influenzando la funzione cognitiva. I ricercatori hanno aumentato l'integrità dei vasi linfatici (in basso) nei topi vecchi e hanno trovato miglioramenti nella loro memoria rispetto ai topi vecchi senza canali linfatici ringiovaniti (in alto). Fonte: Kyungdeok Kim / WashU

Mentre il corpo invecchia e declina, il cervello perde la capacità di purificarsi dei rifiuti, uno scenario che gli scienziati pensano potrebbe contribuire alle condizioni neurodegenerative come il morbo di Alzheimer (MA) e di Parkinson, tra gli altri. Ora, ricercatori della Washington University di St. Louis (Missouri/USA) riferiscono di aver trovato un modo per aggirare quel problema puntando la rete di capillari che drenano i rifiuti dal cervello.

Lo studio, pubblicato su Cell, ha dimostrato che ringiovanire quei vasi capillari migliora la memoria nei topi vecchi e pone le basi per sviluppare terapie per il declino cognitivo legato all'età che superano le difficoltà dei farmaci convenzionali che lottano per passare attraverso la barriera emato-encefalica per raggiungere il cervello.

"La barriera fisica emato-encefalica ostacola l'efficacia delle terapie per i disturbi neurologici", ha affermato Jonathan Kipnis PhD, professore distinto di patologia e immunologia e investigatore alla WashU Medicine. "Puntando una rete di vasi al di fuori del cervello che è fondamentale per la salute del cervello, vediamo miglioramenti cognitivi nei topi, aprendo una finestra per sviluppare terapie più potenti per prevenire o ritardare il declino cognitivo".

La rimozione dei rifiuti migliora la memoria

Kipnis è un esperto nel fiorente campo della neuroimmunologia, lo studio dell'influenza del sistema immunitario sul cervello nella salute e nelle malattie. Un decennio fa, il laboratorio di Kipnis ha scoperto una rete di vasi che circondano il cervello - chiamati vasi linfatici meningei - nei topi e nell'uomo, che scarica fluidi e rifiuti nei linfonodi, dove risiedono molte cellule del sistema immunitario e monitorano i segni di infezione, malattia o lesioni. Con i suoi colleghi ha anche dimostrato che alcune terapie di MA sperimentali sono più efficaci nei topi se abbinate a un trattamento che migliora il drenaggio di liquidi e detriti dal cervello.

A partire da circa 50 anni, le persone iniziano a subire un declino del flusso di liquidi cerebrali nell'ambito dell'invecchiamento normale. Per il nuovo studio, Kipnis ha collaborato con Marco Colonna MD, professore di patologia, e si è chiesto se migliorare la funzione di un vecchio sistema di drenaggio può migliorare la memoria.

Per testare la memoria dei topi, i ricercatori hanno collocato due aste nere identiche nella gabbia per venti minuti perché i topi vecchi potessero esplorarle. Il giorno successivo, i topi hanno ricevuto di nuovo una delle aste nere e un nuovo oggetto, un prisma rettangolare d'argento. I topi che ricordano di aver giocato con l'asta nera trascorrono più tempo con il nuovo oggetto. Ma i topi vecchi trascorrono molto tempo a giocare con entrambi gli oggetti.

Il primo autore del nuovo studio, Kyungdeok Kim PhD, postdottorato nel laboratorio di Kipnis, ha potenziato il funzionamento dei vasi linfatici nei topi vecchi con un trattamento che stimola la crescita dei vasi, consentendo di scaricare più rifiuti dal cervello. Ha scoperto che i topi più anziani con vasi linfatici ringiovaniti hanno trascorso più tempo con il nuovo oggetto - un indicatore di memoria migliore - rispetto ai topi più vecchi che non hanno avuto il trattamento.

"Un sistema linfatico funzionante è fondamentale per la salute del cervello e la memoria", ha affermato Kim. "Le terapie che supportano la salute del sistema di gestione dei rifiuti del corpo possono dare benefici a un cervello che invecchia naturalmente".

Squadra di pulizia da cervello sopraffatta

Quando il sistema linfatico è così compromesso che i rifiuti si accumulano nel cervello, l'onere della pulizia cade sulle cellule immunitarie residenti nel cervello, chiamate microglia. Ma questa squadra di pulizia locale non riesce a tenere il passo con la confusione e diventa esausta, ha spiegato Kipnis.

Il nuovo studio ha scoperto che le cellule sopraffatte producono un segnale di soccorso, una proteina immunitaria chiamata interleuchina 6 (IL-6), che agisce sulle cellule cerebrali per promuovere il declino cognitivo dei topi con vasi linfatici danneggiati. Esaminando il cervello di tali topi, i ricercatori hanno scoperto che i neuroni avevano uno squilibrio nel tipo di segnali che ricevono dalle cellule cerebrali circostanti.

In particolare, i neuroni ricevevano meno segnali che agiscono come cuffie di riduzione del rumore nella cacofonia delle comunicazioni dei neuroni. Questo squilibrio, causato da un aumento dei livelli di IL-6 nel cervello, portava a cambiamenti nel modo in cui il cervello è cablato e influenzava una corretta funzione cerebrale.

Oltre a migliorare la memoria nei topi anziani, il trattamento di potenziamento dei vasi linfatici ha anche indotto il calo dei livelli di IL-6, ripristinando il sistema di cancellazione del rumore del cervello. I risultati indicano il potenziale di migliorare la salute dei vasi linfatici del cervello per preservare o ripristinare le capacità cognitive.

"Mentre segniamo il decimo anniversario della nostra scoperta del sistema linfatico del cervello, questi nuovi risultati forniscono informazioni sull'importanza di questo sistema per la salute del cervello", ha affermato Kipnis. "Puntare i vasi linfatici più facilmente accessibili che si trovano al di fuori del cervello può rivelarsi una nuova entusiasmante frontiera nel trattamento dei disturbi cerebrali. Potremmo non essere in grado di far rivivere i neuroni, ma potremmo essere in grado di garantire loro un funzionamento più ottimale attraverso la modulazione dei vasi linfatici meningei".