Il cervelletto umano può proteggersi contro l’Alzheimer

La mappa specifica della regione del cervello di Alzheimer rivela proprietà cerebellari uniche.

Cervelletto (in latino per “piccolo cervello”) in verde. Cerebellar significa “relativo o localizzato nel cervelletto”.

Fonte: Xu et al. “L’espressione proteica regionale nel cervello di Alzheimer umano è correlata alla gravità della malattia.” Biologia delle comunicazioni (2019)

Un enorme database di espressione proteica regione-specifica in sei regioni funzionalmente distinte del cervello di Alzheimer – tra cui l’ippocampo, il giro del cingolo, la corteccia entorinale, la corteccia sensoriale, la corteccia motoria e il cervelletto – è ora disponibile online per chiunque possa accedervi. Questo “progetto per la demenza proteomica” è stato condotto da Richard Unwin dell’Università di Manchester.

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I dettagli completi di questo studio, “Espressione proteica regionale nel cervello di Alzheimer umano correlato con la gravità delle malattie”, sono stati pubblicati online il 4 febbraio in Biologia delle comunicazioni .

“Questo database offre un’enorme opportunità ai ricercatori di demenza in tutto il mondo per progredire e seguire nuove aree della biologia e sviluppare nuovi trattamenti. Potrebbe anche aiutare a convalidare le osservazioni osservate nei modelli di malattia animale o cellulare nell’uomo “, ha dichiarato Unwin in una nota. “È molto eccitante poter rendere pubblici questi dati in modo che gli scienziati possano accedere e utilizzare queste informazioni vitali”.

L’obiettivo principale di questa ricerca era usare la cromatografia liquida-spettrometria di massa (LC-MS) su campioni di cervello umano post-mortem e confrontare i livelli di espressione della proteina in sei regioni cerebrali tra individui con cervello affetto da Alzheimer’s Disease (AD) allo stesso cervello regioni in controlli in base all’età senza AD.

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Gli autori spiegano il design e il significato del loro studio:

“L’attuale studio mira a superare alcune limitazioni esistenti fornendo un’analisi spazialmente risolta dell’espressione proteica in sei regioni del controllo umano e del cervello affetto da AD, che riflette i vari livelli di” influenza “, in tessuti di ritardo post-mortem ben assortiti e corti . In breve, quantificiamo oltre 5000 proteine ​​in AD e tessuti di controllo, a nostra conoscenza lo studio più approfondito di questo tipo fino ad oggi.

Questi dati rivelano cambiamenti proteici tra AD e tessuto di controllo, che sembrano formare un gradiente attraverso il cervello, in ordine di colpite dove le regioni meno colpite mostrano un sottoinsieme più piccolo di quelle modificazioni viste altrove, probabilmente rappresentative di uno stato precoce di malattia. Mostriamo anche che il cervelletto [umano], piuttosto che non essere influenzato dall’AD, mostra uno schema di cambiamenti di espressione proteica distinti dalle altre regioni del cervello, che potrebbero essere protettivi per questa regione del cervello. ”

A mio parere, l’aspetto più degno di nota di questa ricerca è che il cervelletto umano mostra uno schema di espressione proteica regionale che è misteriosamente distinto dalle altre cinque regioni cerebrali analizzate per questo studio.

Secondo i ricercatori, anche se il cervelletto può contenere placche amiloidi, il cosiddetto “piccolo cervello” è generalmente considerato dalla maggior parte degli esperti come una regione dell’intero cervello che è tipicamente “risparmiato” dall’Alzheimer.

Come ha spiegato Unwin, “Il cervelletto, precedentemente ritenuto non affetto [da Alzheimer], mostra una risposta significativa a livello molecolare. Molti dei cambiamenti qui non si vedono in altre regioni e questo potrebbe implicare che [il cervelletto umano] si difenda attivamente dalla malattia di Alzheimer. Non lo sapremo per certo fino a quando non porteremo avanti ulteriori ricerche “.

La domanda da un milione di dollari: perché il cervelletto umano in un cervello affetto da AD mostra un livello significativamente inferiore di “influenza” da parte della malattia di Alzheimer? I ricercatori dell’Università di Manchester ipotizzano che un profilo distinto di espressione proteica e “percorsi neuronali di sopravvivenza up-regolati” possano essere associati a funzioni neuroprotettive uniche nel “piccolo cervello”.

Nel loro articolo, il primo autore Jingshu Xu ei suoi coautori eseguono un tuffo più profondo in modi sorprendenti in cui il cervelletto umano (CB) può proteggersi contro l’Alzheimer:

“Uno dei cambiamenti più evidenti osservati in questa analisi specifica del cervelletto era che un numero molto maggiore di proteine ​​del complesso 1 della catena di trasporto degli elettroni (ETC) 1 era costantemente più ridotto in abbondanza rispetto a quello trovato in altre aree. Inoltre, CB ha mostrato aumenti nelle proteine ​​di difesa ossidativa coinvolte nelle reazioni di redox glutatione e nel riciclo di ascorbato. Questi dati forniscono una forte evidenza aggiuntiva per un meccanismo protettivo nella CB che riduce la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) da parte dell’ETC e contemporaneamente aumenta le difese ROS. Un’altra interessante osservazione in CB è stata l’attivazione di un percorso di degradazione dei ribonucleosidi purinici, che non solo poteva contribuire al substrato alla via del pentoso fosfato, ma anche partecipare alla produzione di guanina / guanosina in questa regione del cervello.

Il cervelletto non mostra un’attivazione apoptotica estesa osservata altrove nel cervello in AD, che non è sorprendente dato il suo stato strutturalmente inalterato. I nostri risultati indicano che la mancanza di una significativa neurodegenerazione in questa regione non è dovuta semplicemente all’assenza di un segnale apoptotico (ad esempio, i grovigli di Tau) ma che il cervelletto induce attivamente un modello unico di percorsi neuronali di sopravvivenza up-regolati insieme alla protezione contro l’ossidazione e danno infiammatorio; un meccanismo protettivo dell’espressione genica / proteica, che limita la degenerazione correlata alla malattia in questa regione “.

Naturalmente, è necessario molto più pensiero collettivo e ricerca espansa per comprendere appieno come il cervelletto umano possa proteggersi contro la degenerazione correlata all’AD. Fortunatamente, Unwin e il suo team con sede nel Regno Unito sono desiderosi di promuovere la condivisione e l’utilizzo in tutto il mondo di tutti i loro dati.

Si spera che qualsiasi ricercatore di cervelletto o di demenza che legge questo post si avvarrà dell’interfaccia web ricercabile che ospita il database dall’ultimo studio dell’Università di Manchester (Xu et al., 2019) su www.manchester.ac.uk/dementia-proteomes -progetto.

Riferimenti

Jingshu Xu, Stefano Patassini, Nitin Rustogi, Isabel Riba-Garcia, Benjamin D. Hale, Alexander M. Phillips, Henry Waldvogel, Robert Haines, Phil Bradbury, Adam Stevens, Richard LM Faull, Andrew W. Dowsey, Garth JS Cooper, e Richard D. Unwin. “L’espressione proteica regionale nel cervello di Alzheimer umano è correlata alla gravità delle malattie.” Biologia delle comunicazioni (Prima pubblicazione online: 4 febbraio 2019) DOI: 10.1038 / s42003-018-0254-9