Interruzione metabolica legata all'Alzheimer ad insorgenza tardiva

Una nuova ricerca suggerisce una connessione tra la produzione di energia interrotta e lo sviluppo della malattia di Alzheimer ad esordio tardivo (LOAD).

Gli investigatori del McLean Hospital e della Harvard Medical School ritengono che i loro risultati supportino l'ipotesi che la compromissione in più componenti interagenti del metabolismo bioenergetico potrebbe essere la causa principale del morbo di Alzheimer (AD).

Il team di ricerca, guidato da Kai C. Sonntag, M.D., Ph.D., e Bruce M. Cohen, M.D., Ph.D., sostiene che la connessione metabolica ha diverse implicazioni per la comprensione e lo sviluppo di potenziali interventi terapeutici in LOAD.

"I nostri risultati supportano l'ipotesi che la compromissione in più componenti interagenti del metabolismo bioenergetico possa essere un meccanismo chiave alla base e contribuire al rischio e alla fisiopatologia di questa malattia devastante", ha detto Sonntag. Sonntag è ricercatore associato di cellule staminali presso il McLean Hospital e assistente professore di psichiatria presso la Harvard Medical School.

Per tre decenni, si è pensato che l'accumulo di piccole molecole tossiche nel cervello, chiamate beta amiloide, o in breve, Aβ, sia centrale per lo sviluppo della malattia di Alzheimer (AD).

Prove forti sono venute dallo studio delle forme familiari o ad esordio precoce di AD (EOAD) che colpiscono circa il 5% dei pazienti con AD e hanno associazioni con mutazioni che portano a livelli anormalmente alti o elaborazione anormale di Aβ nel cervello.

Tuttavia, l '“ipotesi Aβ” non è stata sufficiente a spiegare i cambiamenti patologici nel più comune LOAD, che colpisce più di cinque milioni di anziani negli Stati Uniti.

"Poiché l'Alzheimer ad insorgenza tardiva è una malattia dell'età, molti cambiamenti fisiologici con l'età possono contribuire al rischio per la malattia, compresi i cambiamenti nella bioenergetica e nel metabolismo", ha detto Cohen, direttore del Program for Neuropsychiatric Research presso il McLean Hospital e il Robertson- Steele Professore di Psichiatria presso la Harvard Medical School.

“La bioenergetica è la produzione, l'utilizzo e lo scambio di energia all'interno e tra cellule o organi e l'ambiente. È noto da tempo che i cambiamenti bioenergetici si verificano con l'invecchiamento e colpiscono tutto il corpo, ma soprattutto il cervello, con il suo elevato bisogno di energia ".

Secondo Sonntag e Cohen, è stato meno chiaro quali cambiamenti nella bioenergetica siano alla base e quali siano una conseguenza dell'invecchiamento e della malattia.

Nel loro studio, Sonntag e Cohen hanno analizzato i profili bioenergetici dei pazienti LOAD e dei controlli sani, in funzione dell'età e della malattia.

Gli scienziati hanno scoperto che i pazienti con LOAD presentavano una deficienza nell'area di una cellula chiamata mitocondri, un componente cellulare critico responsabile della generazione di energia all'interno della cellula. A causa di questo deficit, le cellule devono rivolgersi ad altre fonti di energia, come l'attività glicolitica, per mantenere l'approvvigionamento energetico.

"Questa risposta è indicativa del fallimento dei mitocondri e si adatta alle attuali conoscenze che le cellule che invecchiano soffrono sempre di più di stress ossidativo che altera la loro produzione di energia mitocondriale", ha detto Sonntag.

Cohen ha aggiunto che, poiché le cellule nervose del cervello si basano quasi interamente sull'energia derivata dai mitocondri, il fallimento della funzione mitocondriale, sebbene osservato in tutto il corpo, potrebbe essere particolarmente dannoso nel cervello.

I risultati dello studio si collegano ai risultati di altri studi secondo cui la diminuzione delle molecole legate all'energia sono caratteristiche del normale invecchiamento. Il suggerimento è che le anomalie nei processi che coinvolgono queste molecole possono anche essere un fattore nelle malattie neurodegenerative come LOAD.

Non è noto se la modulazione di questi composti possa rallentare il processo di invecchiamento e prevenire o ritardare l'inizio del CARICO. Tuttavia, sono attualmente in corso diversi studi clinici per testare questa possibilità. Altri cambiamenti sono unici per l'AD e anche questi possono essere obiettivi di intervento.

Sebbene questi risultati siano significativi, gli autori dell'articolo sottolineano che la patogenesi di LOAD è multifattoriale, con la bioenergetica che è una parte della determinazione del rischio e notano che i fibroblasti cutanei studiati non sono il tipo di cellula primaria che è influenzato in LOAD.

"Tuttavia, poiché i cambiamenti bioenergetici riguardano tutto il corpo, le osservazioni fatte nei fibroblasti possono essere rilevanti anche per le cellule cerebrali", ha detto Sonntag.

"In effetti, i cambiamenti metabolici come il ridotto assorbimento di glucosio e la resistenza all'insulina / IGF-1 possono essere alla base dell'associazione tra vari disturbi dell'invecchiamento, come il diabete di tipo II e l'AD."

Sonntag e Cohen sono già nel bel mezzo del lavoro di follow-up che mira a studiare queste caratteristiche bioenergetiche nelle cellule nervose cerebrali. La speranza del gruppo è che i risultati di questi studi rivelino ulteriori informazioni sul ruolo della bioenergetica nella patogenesi del carico e forniscano nuovi obiettivi di intervento, sia di prevenzione che di trattamento.

Fonte: McLean Hospital