Alzheimer / Demenza

Alzheimer: come la terapia della luce potrebbe proteggere il cervello

I ricercatori hanno precedentemente dimostrato che un tipo di terapia della luce potrebbe potenzialmente ridurre le proteine ​​tossiche che si accumulano nel cervello nella malattia di Alzheimer. Ora, lo stesso team ha identificato ciò che accade a livello cellulare per raggiungere questo risultato.

Nel 2016, gli scienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge hanno scoperto che brillare di una luce tremolante negli occhi dei topi potrebbe ridurre l’accumulo tossico di proteine ​​amiloidi e tau che si verificano nel cervello con la malattia di Alzheimer.

La terapia della luce stimola una forma di onda cerebrale chiamata oscillazione gamma, che la ricerca suggerisce è compromessa nelle persone con malattia di Alzheimer.

Più recentemente, il team del MIT ha rivelato che combinare la terapia della luce con la terapia del suono ha esteso ulteriormente gli effetti benefici.

Tali studi hanno anche visto che la terapia della luce può migliorare la memoria nei topi geneticamente predisposti a sviluppare la malattia di Alzheimer e la memoria spaziale nei topi più anziani senza la condizione.

L’indagine più recente, che ora compare nella rivista Neuron, ha dimostrato che l’aumento delle oscillazioni gamma può migliorare la connessione tra le cellule nervose, ridurre l’infiammazione e preservare la morte cellulare nei modelli murini di Alzheimer.

Mostra anche che gli effetti di vasta portata del trattamento coinvolgono non solo le cellule nervose o neuroni, ma anche un tipo di cellula immunitaria chiamata microglia.

“Sembra”, dice l’autore senior dello studio Li-Huei Tsai, un professore di neuroscienza e direttore dell’Istituto Picower per l’apprendimento e la memoria al MIT, “che la neurodegenerazione è ampiamente prevenuta”.

Alzheimer e proteine ​​tossiche

L’Alzheimer è una condizione che distrugge gradualmente il tessuto cerebrale e la funzione associata attraverso la perdita irreversibile delle cellule.

Un rapporto del 2018 dell’Alzheimer’s Disease International rivela che 50 milioni di persone in tutto il mondo hanno la demenza e che per due terzi di loro la causa è la malattia di Alzheimer.

Sebbene alcuni trattamenti possano rallentare i sintomi dell’Alzheimer per un po ‘, nessuno, ancora, può curare la condizione.

Nelle persone con malattia di Alzheimer, il cervello inizia a cambiare molto tempo prima che si verifichino sintomi di demenza. Tali sintomi includono difficoltà nel pensare e nel ricordare.

Due cambiamenti in particolare sono lo sviluppo di depositi tossici, o placche, di proteina beta-amiloide tra le cellule nervose e la formazione di grovigli tossici di proteina tau all’interno delle cellule.

Il Prof. Tsai e i suoi colleghi spiegano che le persone con malattia di Alzheimer mostrano anche un’altra alterazione nel cervello: “potenza ridotta delle oscillazioni nella banda di frequenza gamma”.

Gli scienziati hanno proposto che le oscillazioni gamma sono un tipo di onda cerebrale importante per funzioni come la memoria e l’attenzione.

Nel loro lavoro precedente, i ricercatori avevano dimostrato che l’esposizione a uno sfarfallio della luce a una velocità di 40 cicli al secondo, o hertz, stimolava le oscillazioni gamma nella corteccia visiva del cervello nei topi.

L’aggiunta di toni sonori che battevano alla stessa frequenza migliorava l’effetto di riduzione della placca della terapia della luce e la estendeva oltre la corteccia visiva verso l’ippocampo e parte della corteccia prefrontale.

Le oscillazioni gamma di entrambi i trattamenti hanno anche portato a miglioramenti nella funzione della memoria nei modelli murini del morbo di Alzheimer.

Notevole livello di neuroprotezione

Con il nuovo studio, i ricercatori hanno voluto saperne di più sui meccanismi sottostanti che hanno portato a questi benefici.

Per fare ciò, hanno usato due modelli di topi dell’Alzheimer: Tau P301S e CK-p25. Il prof. Tsai afferma che entrambi i tipi di topi sperimentano una perdita molto maggiore di cellule nervose rispetto al modello utilizzato negli studi precedenti sulla fototerapia.

I topi Tau P301S producono una proteina tau mutante che forma grovigli all’interno di cellule come quelle che si verificano all’interno delle cellule cerebrali degli esseri umani con la malattia di Alzheimer. I topi CK-p25 producono una proteina chiamata p25 che provoca “grave neurodegenerazione”.

Il team ha visto che la terapia della luce giornaliera iniziata prima dell’inizio previsto della neurodegenerazione ha prodotto effetti notevoli su entrambi i tipi di topi.

I topi Tau P301S che hanno ricevuto 3 settimane di trattamento non hanno mostrato segni di degenerazione neuronale, rispetto al 15-20% della perdita di neuroni nei topi non trattati.

Il risultato è stato lo stesso nei topi CK-p25, sottoposti a 6 settimane di trattamento.

Il Prof. Tsai afferma di aver “lavorato con la proteina p25 per oltre 20 anni” e la proteina è molto tossica per il cervello. Tuttavia, non ha mai visto nulla di simile a questo risultato prima. “È molto scioccante”, aggiunge.

“Abbiamo scoperto che i livelli di espressione del transgene p25 sono esattamente gli stessi nei topi trattati e non trattati, ma non c’è neurodegenerazione nei topi trattati”, spiega.

Quando i ricercatori hanno testato la memoria spaziale dei topi, hanno anche trovato risultati sorprendenti: la terapia della luce ha migliorato le prestazioni nei topi anziani che non erano geneticamente programmati per sviluppare la malattia di Alzheimer, ma non ha avuto alcun effetto su topi giovani e simili.

Differenze marcate nell’attività genica

I ricercatori hanno anche esaminato i cambiamenti genici nei topi trattati e non trattati. Hanno scoperto che le cellule nervose dei topi non trattati avevano una ridotta attività nei geni che riparano il DNA e in quelli che aiutano a gestire le connessioni tra le cellule nervose. I topi trattati, d’altra parte, hanno mostrato una maggiore attività in questi geni.

Inoltre, hanno visto che i topi trattati avevano più connessioni tra le cellule nervose e che questi funzionavano in modo più coerente.

Gli scienziati hanno anche studiato l’attività dei geni nella microglia o le cellule immunitarie che aiutano a eliminare i rifiuti cellulari e altri detriti nel cervello.

Queste indagini hanno rivelato che i geni che promuovono l’infiammazione erano più attivi nei topi che non ricevevano la terapia della luce. Tuttavia, i topi trattati hanno mostrato una marcata mancanza di attività in questi geni. Hanno anche mostrato una maggiore attività nei geni che influenzano la capacità della microglia di muoversi.

Gli autori dello studio spiegano che questi risultati suggeriscono che la terapia della luce ha rafforzato la capacità della microglia di affrontare l’infiammazione. Forse li ha resi più capaci di ripulire i materiali di scarto, comprese le proteine ​​difettose che possono accumularsi per formare placche tossiche e grovigli.

Il Prof. Tsai ci ricorda che una domanda importante non ha ancora una risposta: in che modo l’oscillazione gamma induce queste varie forme di protezione?

Forse le oscillazioni fanno scattare qualcosa dentro le cellule nervose. Il professor Tsai dice che le piace pensare che le cellule nervose siano “i regolatori principali”.

“Molte persone mi hanno chiesto se le microglia sono il tipo di cellula più importante in questo effetto benefico, ma per essere onesti, davvero non lo sappiamo.”

Prof. Li-Huei Tsai

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