Studio sui topi: molteplici fattori influenzano il declino cognitivo post-chirurgico degli anziani

Un problema che lascia perplessi nella comunità medica è l'osservazione che dopo aver subito un intervento chirurgico, i pazienti anziani spesso sperimentano pensieri nuvolosi che possono durare per settimane o addirittura mesi.

La questione è importante poiché gli interventi chirurgici nei pazienti anziani stanno diventando più comuni e il deterioramento cognitivo è sempre più riconosciuto dagli anestesisti come un effetto collaterale comune della chirurgia in questi pazienti.

Un tempo i ricercatori pensavano che questo declino cognitivo potesse essere causato dall'anestesia, ma prove crescenti suggeriscono che l'infiammazione intensificata nel cervello dopo l'intervento chirurgico è la causa più probabile.

Ora un nuovo studio sui topi suggerisce che l'infiammazione del cervello e il declino cognitivo dopo l'intervento chirurgico sono innescati dalle cellule immunitarie specializzate del cervello, chiamate microglia.

I topi trattati con un farmaco orale sperimentale che esaurisce temporaneamente la microglia prima di un'operazione avevano molte meno probabilità di fallire i test di memoria diversi giorni dopo l'intervento, hanno scoperto i ricercatori dell'Università della California, San Francisco (UCSF).

Questa scoperta può essere molto significativa in quanto suggerisce un possibile nuovo approccio per prevenire la condizione negli esseri umani.

"C'è un impatto sulla memoria nel modello murino che rispecchia ciò che è stato osservato negli studi sul deterioramento cognitivo post-chirurgico negli esseri umani e possiamo mitigarlo con un trattamento che riteniamo non dannoso per l'animale", ha detto Suneil Koliwad, MD, Ph.D ..

“Quando abbiamo esaurito la microglia prima dell'intervento chirurgico, i topi si sono ricordati molto meglio dopo l'intervento rispetto ai topi che non hanno ricevuto il farmaco. Inoltre, abbiamo trovato livelli molto più bassi di molecole infiammatorie nell'ippocampo, una regione del cervello che svolge un ruolo chiave nella memoria ".

Lo studio, appare inJCI Insight, una pubblicazione complementare in linea ad accesso aperto aJournal of Clinical Investigation.

Gli investigatori spiegano che alcuni studi recenti hanno scoperto che oltre il 10% dei pazienti chirurgici di età pari o superiore a 60 anni mostra un certo grado di deterioramento cognitivo tre mesi dopo l'intervento. Tuttavia, i criteri diagnostici per la condizione non sono stati ancora standardizzati e le cause ei fattori di rischio sono ancora in fase di studio.

In precedenza si credeva che la disfunzione cognitiva post-operatoria fosse causata dall'anestesia profonda durante l'intervento chirurgico. Ma prove crescenti collegano la condizione a una reazione infiammatoria cerebrale in risposta a traumi tissutali che si verificano in qualsiasi parte del corpo - anche gli interventi chirurgici fisicamente distanti dal cervello, come la sostituzione dell'anca, possono innescare questa risposta.

Studi hanno dimostrato che quando questa infiammazione è eccessiva o troppo persistente, come può accadere negli anziani, la risposta normalmente protettiva può avere un impatto negativo sulla cognizione.

"Precedenti studi sull'infiammazione post-operatoria nel cervello si erano concentrati sul fatto che le cellule immunitarie circolanti invadessero il cervello e contribuissero al declino cognitivo", ha detto Koliwad.

"Sulla base della nostra nuova ricerca, ora sappiamo che la microglia stessa del cervello avvia e orchestra questa risposta, inclusa l'infiltrazione di cellule immunitarie periferiche e la conseguente perdita di memoria".

Negli esperimenti condotti dai borsisti post-dottorato dell'UCSF Xiaomei Feng, Ph.D., e Martin Valdearcos, Ph.D., i ricercatori hanno esaminato l'impatto della chirurgia sulla cognizione nei topi la cui microglia era sperimentalmente esaurita.

Normalmente, i topi addestrati in un'attività comportamentale condizionata prima dell'intervento hanno prestazioni peggiori nel ricordare l'attività tre giorni dopo l'operazione. Sorprendentemente, quando i ricercatori hanno somministrato a 10 topi un trattamento farmacologico per ridurre i livelli di microglia a circa il 5% del normale per sette giorni prima di sottoporsi all'intervento, gli animali sono stati completamente protetti da questa forma di declino cognitivo.

"Questo lavoro dimostra l'importanza centrale della microglia come trasduttori di traumi chirurgici nella periferia", ha detto Maze, che è anche William K Hamilton Distinguished Professor of Anesthesia presso il Dipartimento di Anestesia e Assistenza perioperatoria presso l'UCSF.

"Determinano le conseguenze infiammatorie e neurologiche a valle nel cervello."

Il farmaco sperimentale utilizzato nello studio, PLX5622, è prodotto da Plexxikon Inc., una società biotecnologica con sede a Berkeley, in California, e prende di mira una molecola chiamata recettore del fattore 1 stimolante le colonie (CSF1R), che la microglia richiede per sopravvivere e reintegrarsi o espandere il loro numero.

È importante sottolineare che la deplezione della microglia non è stata associata a una riduzione della guarigione della ferita chirurgica o a livelli alterati di cellule immunitarie e molecole al di fuori del cervello e i livelli di microglia sono tornati alla normalità entro due giorni dall'interruzione del trattamento con PLX5622.

Tuttavia, in questo studio i ricercatori dell'UCSF non hanno studiato i potenziali effetti a lungo termine della deplezione della microglia più di una settimana dopo l'intervento chirurgico.

"Il nostro piano è condurre più ricerche precliniche per esplorare il potenziale di questo approccio, nella speranza che alla fine si dimostri di essere clinicamente applicabile non solo in chirurgia, ma anche in altre malattie che portano al declino cognitivo", ha detto Koliwad.

Fonte: University of California, San Francisco