Alzheimer: un gene contribuisce alla rottura della barriera emato-encefalica

La malattia di Alzheimer è la causa più comune di demenza negli anziani. I cambiamenti cerebrali associati alla malattia includono gruppi anomali di proteine (placche β-amiloide) e fasci aggrovigliati di fibre (grovigli di tau). Si pensa che questi cambiamenti alla fine causino la morte delle cellule nervose, portando a un progressivo declino della memoria e delle capacità di pensiero.

Ma l’amiloide-β e la tau non sono probabilmente i soli driver della demenza di Alzheimer. Studi recenti suggeriscono che anche la rottura della barriera emato-encefalica può avere un ruolo. La barriera emato-encefalica è una miscela protettiva e fitta di cellule che si trova tra i vasi sanguigni che conducono al cervello e al tessuto cerebrale stesso. Le persone con una variazione del gene apolipoproteina E (APOE), chiamato APOE4, hanno un aumentato rischio di sviluppare la demenza di Alzheimer, spesso in età precoce. È noto che APOE4 contribuisce all’accumulo di amiloide β e tau. Un gruppo di ricerca guidato da Drs. Axel Montagne e Berislav Zlokovic dell’Università della California meridionale volevano sapere se APOE4 influisce anche sulla barriera emato-encefalica.

Lo studio è stato finanziato in parte dal National Institute on Aging (NIA) e dal National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS). I risultati sono stati pubblicati il ​​7 maggio 2020 in Nature.

I ricercatori hanno reclutato 245 adulti più anziani per sottoporli a un tipo di imaging cerebrale chiamato risonanza magnetica potenziata con contrasto (DCE-MRI)DCE-MRI può identificare le perdite nella barriera emato-encefalica. I partecipanti allo studio sono stati anche sottoposti a misurazioni di amiloide-β e tau e della funzione cognitiva nel tempo.
Dei 245 partecipanti, 101 portavano una o due copie della variazione del gene APOE4 ed erano ad alto rischio e 144 avevano APOE3, una normale variazione del gene.
Nell’imaging, le persone con APOE4 avevano un aumento della rottura della barriera emato-encefalica in due aree del cervello importanti per la memoria e la cognizione. Questa ripartizione è risultata peggiore nelle persone con APOE4 che stavano già sperimentando un lieve declino cognitivo. Questi pazienti non avevano ancora sperimentato una perdita di tessuto cerebrale. Ciò suggerisce che la rottura della barriera emato-encefalica può verificarsi nelle prime fasi del decorso della malattia. La rottura della barriera emato-encefalica si è verificata anche indipendemente dai parte livelli di amiloide-β e tau misurati nel liquido cerebrospinale o nel cervello dei partecipanti, suggerendo che potrebbe contribuire in modo indipendente al deterioramento cognitivo e alla demenza.
Ricerche precedenti hanno suggerito che le cellule chiamate periciti, che aiutano a mantenere la barriera emato-encefalica sana, possono essere danneggiate nelle persone con APOE4. I ricercatori hanno misurato i livelli di una proteina che riflette il danno pericitico in 146 partecipanti all’inizio dello studio. Le persone con variazioni APOE4 e più danni ai periciti avevano maggiori probabilità di sperimentare un declino cognitivo durante lo studio (fino a 4,5 anni). Il danno ai periciti ha predetto il declino cognitivo indipendentemente dai livelli di amiloide-β e tau nelle persone con variazione APOE4. Nessuna relazione simile è stata trovata nelle persone con la variazione APOE3.
Ulteriori lavori hanno identificato uno specifico percorso infiammatorio associato alla lesione del periciti che era più attivo nei portatori di APOE4. Esperimenti di laboratorio hanno dimostrato che ApoE4 secreto dai periciti ha attivato questo percorso nei periciti vicini. ApoE3 no. Il blocco di questo percorso nei topi portatori di APOE4 ha protetto la barriera emato-encefalica e ha preservato la funzione cerebrale.
I nostri risultati suggeriscono che la rottura della barriera emato-encefalica contribuisce al declino cognitivo associato ad APOE4 e può essere un obiettivo per lo sviluppo di farmaci preventivi o terapeutici per le persone che portano questa variazione genica“, afferma Zlokovic. ( di Di Sharon Reynold).