SM: perchè una parte fondamentale del cervello si deteriora

SM: ricercatori hanno scoperto nuove ragioni per cui una parte fondamentale del cervello si deteriora nella sclerosi multipla, portando potenzialmente a un peggioramento dei sintomi motori. Crediti: Shutterstock

Uno studio dell’UC Riverside potrebbe portare a nuovi trattamenti per la sclerosi multipla.

La sclerosi multipla (SM) colpisce circa 2,3 milioni di persone in tutto il mondo. Circa l’80% delle persone con SM soffre di infiammazione del cervelletto, la parte del cervello che controlla il movimento e l’equilibrio. Ciò può causare tremori, scarsa coordinazione e difficoltà nel controllo motorio. Questi sintomi spesso persistono e possono peggiorare nel tempo, con la progressiva perdita di tessuto cerebrale sano nel cervelletto.

Uno studio dell’Università della California, Riverside, pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences, offre nuove informazioni sulle cause della degenerazione cerebellare nella SM. I risultati suggeriscono che la disfunzione mitocondriale possa contribuire alla progressiva perdita di cellule di Purkinje, un tipo di neurone e al peggioramento dei sintomi motori.

La SM è caratterizzata da infiammazione persistente e danni alla mielina nel sistema nervoso centrale. La mielina è uno strato protettivo che circonda le fibre nervose nel cervello e nel midollo spinale. Quando questo strato è danneggiato, la normale trasmissione dei segnali elettrici viene interrotta, causando una serie di problemi neurologici. I mitocondri, spesso definiti le “centrali energetiche” delle cellule, sono fondamentali per la produzione di energia e potrebbero essere alla base del danno osservato nella SM.

“Il nostro studio, condotto dalla mia studentessa laureata Kelley Atkinson, ipotizza che l’infiammazione e la demielinizzazione nel cervelletto interrompano la funzione mitocondriale, contribuendo al danno nervoso e alla perdita di cellule di Purkinje“, ha affermato Seema Tiwari-Woodruff, Prof.ssa di scienze biomediche presso la UC Riverside School of Medicine, che ha guidato il team di ricerca. “Abbiamo osservato una perdita significativa della proteina mitocondriale COXIV nelle cellule di Purkinje demielinizzate, suggerendo che il deterioramento mitocondriale contribuisca direttamente alla morte cellulare e al danno cerebellare”.

Le cellule di Purkinje

Quando camminiamo o ci muoviamo, molte parti del nostro cervello e del nostro corpo lavorano insieme. I nostri muscoli, la colonna vertebrale, gli occhi, le orecchie e soprattutto il cervello svolgono tutti un ruolo. Un’area chiave coinvolta nel movimento e nell’equilibrio è il cervelletto.

“All’interno del cervelletto ci sono cellule speciali chiamate neuroni di Purkinje“, ha detto Tiwari-Woodruff. “Queste cellule grandi e altamente attive aiutano a coordinare movimenti fluidi e precisi, come ballare, lanciare una palla o anche solo camminare. Sono essenziali per l’equilibrio e le capacità motorie fini“.

Seema Tiwari Woodruff e uno studente analizzano i dati della scansione cerebrale — *Seema Tiwari-Woodruff (a destra) e uno studente. Crediti: Università della California, Riverside*

Tiwari-Woodruff ha spiegato che in malattie come la sclerosi multipla, il cervelletto può essere danneggiato e le cellule di Purkinje spesso iniziano a morire. Questo porta a problemi di coordinazione e movimento, una condizione nota come atassia.

“La nostra ricerca ha esaminato il tessuto cerebrale di pazienti affetti da SM e ha riscontrato gravi problemi in questi neuroni: avevano meno ramificazioni, perdevano mielina e presentavano problemi mitocondriali, il che significava che il loro apporto energetico stava diminuendo“, ha affermato Tiwari-Woodruff. “Poiché le cellule di Purkinje svolgono un ruolo così centrale nel movimento, la loro perdita può causare gravi problemi di mobilità. Capire perché sono danneggiate nella SM potrebbe aiutarci a trovare trattamenti migliori per proteggere il movimento e l’equilibrio nelle persone affette dalla malattia“.

Spegnimento

Il team ha anche utilizzato un noto modello murino chiamato encefalomielite autoimmune sperimentale, o EAE, che sviluppa sintomi simili alla sclerosi multipla. Questo modello li ha aiutati a studiare i cambiamenti nei mitocondri durante la progressione della malattia. I ricercatori hanno scoperto che i topi EAE perdevano le cellule di Purkinje nel tempo, proprio come accade alle persone affette da SM.

“I neuroni rimanenti non funzionano altrettanto bene perché i loro mitocondri, le strutture che producono energia, iniziano a deteriorarsi”, ha affermato Tiwari-Woodruff. “Abbiamo anche osservato che la mielina si degrada nelle fasi iniziali della malattia. Questi problemi – meno energia, perdita di mielina e neuroni danneggiati – iniziano precocemente, ma la morte vera e propria delle cellule cerebrali tende a verificarsi più tardi, man mano che la malattia si aggrava. La perdita di energia nelle cellule cerebrali sembra essere una delle cause principali del danno nella SM“.

Sebbene il modello murino non riesca a catturare tutti gli aspetti della SM, le sue somiglianze con la patologia umana lo rendono uno strumento prezioso per studiare la neurodegenerazione e testare potenziali terapie.

“I nostri risultati offrono spunti cruciali sulla progressione della disfunzione cerebellare nella SM“, ha affermato Tiwari-Woodruff. “Coltivare la salute mitocondriale può rappresentare una strategia promettente per rallentare o prevenire il declino neurologico e migliorare la qualità della vita delle persone con SM. Questa ricerca ci avvicina di un passo alla comprensione dei complessi meccanismi della SM e allo sviluppo di trattamenti più efficaci e mirati per questa malattia debilitante”.

Successivamente, il team analizzerà se il deterioramento mitocondriale riscontrato nelle cellule di Purkinje colpisce anche altre cellule cerebrali, come gli oligodendrociti, che contribuiscono a formare la materia bianca, o gli astrociti, che supportano le funzioni cerebrali generali.

“Per rispondere a questa domanda, uno dei nostri progetti di ricerca in corso si concentra sullo studio dei mitocondri in specifici tipi di cellule cerebrali nel cervelletto“, ha affermato Tiwari-Woodruff. “Tale ricerca può aprire le porte alla scoperta di modi per proteggere il cervello in una fase precoce, come aumentare l’energia nelle cellule cerebrali, aiutarle a riparare il loro rivestimento protettivo di mielina o calmare il sistema immunitario prima che si verifichino danni eccessivi. Questo è particolarmente importante per le persone con SM che hanno difficoltà di equilibrio e coordinazione, poiché questi sintomi sono legati a danni al cervelletto“.