Ricerche

La ricerca sul modo in cui metalli come ferro, rame, zinco e altri, lavorano nel cervello, può aiutare a sbloccare alcuni dei segreti di malattie degenerative come l'Alzheimer e il Parkinson.

Ferro e rame sembrano accumularsi oltre i livelli normali nel cervello delle persone affette da queste malattie, e un nuovo studio australiano pubblicato Domenica mostra che, riducendo l'eccesso di ferro nel cervello, si possono ridurre simili sintomi, almeno nei topi.

Una mutazione genetica relativa alla regolazione del ferro è legata alla sclerosi laterale amiotrofica, o al morbo di Lou Gehrig. Lo zinco, invece, sembra mettere in pericolo la memoria, se i suoi livelli sono troppo bassi o se entra in una regione del cervello a cui non appartiene, come può succedere con le lesioni cerebrali traumatiche.

La ricerca sui ruoli complicati e invisibili che questi metalli hanno nelle malattie del cervello è rimasta indietro rispetto allo studio delle proteine più visibili che sono danneggiate o ammassate nel cervello di chi soffre di Alzheimer e di Parkinson. Ma una migliore comprensione del ruolo dei metalli nel cervello potrebbe aiutare a far luce su una serie di condizioni mediche e potrebbe offrire un nuovo percorso per lo sviluppo di trattamenti, dicono gli scienziati.

"Il campo [dei ricercatori] sta arrivando all'idea che la causa dell'Alzheimer è multifattoriale", e la regolazione disturbata dei metalli potrebbe essere uno di questi fattori, dice Ralph Nixon, presidente del comitato consultivo scentifico e medico dell'Associazione Alzheimer e direttore dell'Istituto di Alzheimer Silberstein alla New York University.

Minuscoli ioni metallici (particelle con carica degli elementi) svolgono diverse funzioni essenziali nel corpo, facilitando anche le reazioni chimiche per produrre energia e preservando la struttura delle proteine. Controlli severi ed equilibri in un corpo sano mantengono i livelli di metallo in una gamma ristretta. Ma i cambiamenti biologici che avvengono con la malattia e con l'invecchiamento (al contrario dell'avvelenamento da fonti esterne come il cibo, gli integratori o il metallo delle pentole), possono spingere i livelli di tali metalli a non funzionare nel cervello.

Il ferro, per esempio, è una "spada a doppio taglio", perché interagisce con l'ossigeno per aiutare l'organismo a produrre energia, ma è in grado di produrre anche radicali liberi, molecole altamente reattive che possono causare danni alle cellule, dice James Connor, professore e vice presidente di neurochirurgia alla Penn State University di Hershey. Se il corpo ha troppo poco ferro, come nel caso dell'anemia, il corpo non produce abbastanza energia per sostenere le funzioni importanti. Ma un eccesso di ferro accumulato nel cervello è tossico. Accumuli significativamente più alti di metallo sono stati osservati nel cervello di persone affette da Parkinson e Alzheimer, rispetto a persone sane della stessa età, dice Ashley Bush, professore di patologia alla University of Melbourne.

Il nuovo studio, condotto dal Dr. Bush e colleghi e pubblicato sulla rivista Nature Medicine, ha esaminato la quantità di ferro nel cervello dei topi allevati per produrre proteina tau, che aiuta a stabilizzare la struttura dei neuroni. I danni alla tau sono associati all'Alzheimer e al Parkinson. Con l'invecchiamento, i topi hanno sofferto sintomi simili alle persone con entrambe le malattie, tra cui compromissione della memoria a breve termine, e hanno evidenziato anche un accumulo di ferro nel cervello. Quando i ricercatori hanno dato loro un farmaco per rimuovere l'eccesso di ferro, i sintomi si sono invertiti. Ciò significa che la tau che funziona normalme è necessaria per la rimozione di ferro nel cervello, dice il dottor Bush.

La scoperta rafforza ricerche precedenti che mostravano che la riduzione del ferro può essere una strada per nuovi trattamenti. "Un accumulo di ferro nei neuroni sembra essere l'evento nella fase finale della neurodegenerazione, sia che si tratti di Alzheimer che di Parkinson, o delle altre [condizioni] relative ad anomalie della tau", dice il Dott. Bush, che è anche docente al Mental Health Institute Research dell'università.

Altre proteine coinvolte nell'Alzheimer hanno un ruolo nella regolazione del metallo. La proteina precursore dell'amiloide è importante per aiutare l'esportazione di ferro dal cervello, secondo un lavoro pubblicato sulla rivista Cell nel 2010. Anche la presenilina, un'altra proteina che aiuta l'assorbimento di metallo, è disturbata nel cervello dei malati, secondo uno studio pubblicato nel Journal of Biological Chemistry lo scorso anno. Scoperte analoghe collegano l'accumulo di rame con la malattia del cervello, anche se non sono state condotte molte ricerche come per il ferro, dicono gli scienziati.

Oltre all'accumulo di ferro, livelli di zinco inferiori alla norma sono stati trovati in pazienti affetti da Alzheimer e Parkinson, dal lavoro di George Brewer, professore emerito all'Università del Michigan, e professore Edward Fitzgerald all'Università di Albany-SUNY, pubblicato l'anno scorso nel American Journal of Alzheimer's Disease and Other Dementias. Il Dott. Brewer dice di essere ora consulente di Adeona Pharmaceuticals Inc., con sede ad Ann Arbor nel Michigan, che sta sviluppando un trattamento a base di zinco per l'Alzheimer.

Oltre ad Adeona, un gruppo di altre aziende di biotecnologia sono impegnate in test di farmaci sperimentali che abbassano i metalli, per il trattamento dell'Alzheimer o di Parkinson. Ma sviluppare tali farmaci non è facile perché è difficile puntare i metalli in parti specifiche del cervello. Ridurne o aumentarne semplicemente la quantità complessiva nel corpo non può essere un beneficio, dicono i ricercatori.

I metalli possono avere un ruolo vitale nelle condizioni cerebrali.

Stephen Lippard, professore di chimica al Massachusetts Institute of Technology e i suoi colleghi della Duke University e della University of Toronto, hanno scoperto che lo zinco aiuta i neuroni a comunicare nell'ippocampo, una regione del cervello coinvolta nell'apprendimento e nella memoria. Disturbare questa interazione, o introdurre zinco in una regione del cervello di cui non fa parte, potrebbe influenzare la formazione della memoria e la comparsa di crisi epilettiche, dice il Dott. Lippard, che studia il ruolo degli ioni metallici in biologia, neuroscienze e medicina. Il lavoro è stato pubblicato nel mese di settembre in Neuron. "E' importante che la comunità medica continui ad essere allertata circa la connessione tra ioni metallici e malattie neurologiche", dice il Dott. Lippard.

Il dottor Connor e il suo team della Penn State hanno dimostrato che i pazienti con SLA hanno un tasso più alto di mutazione in un gene, l'HFE, che regola l'assorbimento del ferro. Portatori della mutazione hanno livelli più alti di ferro nel cervello e un rischio di SLA maggiore di quattro volte, secondo uno studio del 2004 pubblicato sul Journal of Neurological Sciences. Hanno anche cercato di capire perché i pazienti con sclerosi multipla perdono il rivestimento protettivo, chiamato mielina, che circonda gli assoni, la parte della cellula nervosa che conduce impulsi elettrici. Le cellule responsabili della produzione di mielina hanno molto ferro, rendendoli più vulnerabili ai danni e alla morte, dice il dottor Connor.

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Fonte: Servizio WSJ

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