(Declino cognitivo-Immagine:espressione di epcidina (rossa) nel cervello invecchiato. Nuclei di cellule cerebrali mostrati in blu. Credito: Northwestern University).
Secondo uno studio della Northwestern Medicine pubblicato sulla rivista eLife, le interruzioni dei meccanismi regolatori causano l’accumulo di ferro nel cervello man mano che gli organismi invecchiano, aumentando lo stress ossidativo e causando danni cellulari e di conseguenza declino cognitivo.
“Questo meccanismo può spiegare un certo declino cognitivo legato all’età e contribuire a malattie neurodegenerative come il morbo di Parkinson e l’Alzheimer”, secondo Hossein Ardehali, MD, Ph.D., Thomas D. Spies Professor of Cardiac Metabolism e autore senior dello studio.
“Esiste una rigida regolamentazione dell’omeostasi del ferro nel cervello, ma sembra che questa regolazione venga interrotta con l’età”, ha affermato Ardehali, che è anche Direttore del Center for Molecular Cardiology presso il Feinberg Cardiovascular and Renal Research Institute. “Ci sono studi che prevedono di utilizzare chelanti del ferro nella malattia coronarica e l’esplorazione di questi nel cervello e nell’invecchiamento è il passo successivo“.
Con l’invecchiamento degli organismi, lo stress ossidativo aumenta nelle cellule del corpo. Per un motivo o per l’altro, le cellule perdono la capacità di disintossicarsi dalle specie reattive dell’ossigeno, sottoprodotti della normale respirazione cellulare. La fonte dello stress ossidativo varia da ambiente a ambiente all’interno del corpo, ma studi precedenti indicano una possibile fonte nel cervello: un accumulo di ferro, secondo Ardehali, che è anche Professore di Medicina nella Divisione di Cardiologia e di Farmacologia e un membro del Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center della Northwestern University.
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Nel presente studio, Ardehali, insieme al primo autore Tatsuya Sato, MD, Ph.D., assistente Professore presso la Sapporo Medical University School of Medicine ed ex borsista post-dottorato nel laboratorio Ardehali, ha esaminato topi giovani e anziani, misurando sia il ferro nel citoplasma che il ferro mitocondriale in tutto il corpo. I ricercatori hanno scoperto che il cervello era l’unico organo che mostrava un aumento sia del ferro citoplasmatico che mitocondriale con l’invecchiamento degli animali.
Successivamente, Sato ha esaminato l’espressione dei geni associati all’omeostasi del ferro, scoprendo che il gene che codifica per un ormone peptidico, l’epcidina, era drammaticamente sovraregolato nella corteccia cerebrale degli animali più anziani. L’epcidina è un ormone prodotto dal fegato che controlla l’omeostasi sistemica del ferro, ma nel contesto di questo studio, la funzione più importante dell’epcidina derivata dal cervello è l’inibizione della ferroportina, una proteina che esporta il ferro dalle cellule neuronali, portando a un marcato accumulo di ferro nel cervello invecchiato.
“Questo è probabilmente un fattore chiave nell’accumulo di ferro nel cervello invecchiato”, ha detto Sato.
“Il meccanismo dettagliato dell’aumento dell’espressione dell’epcidina derivata dal cervello invecchiato richiede ulteriori studi, ma l’infiammazione correlata all’età e la maggiore espressione del recettore 2 della proteina transferrina sensibile al ferro possono essere possibili regolatori”, ha affermato Ardehali. L’aumento dell’epcidina può anche portare a un aumento del ferro nei mitocondri, più di quanto gli organelli possano utilizzare, portando all’accumulo di ferro e all’eventuale danno cellulare. Questa scoperta mette in luce una possibile strategia terapeutica, secondo Sato.
“Se riuscissimo a ripristinare i livelli di ferro intracellulare sopprimendo questa epcidina derivata dal cervello, potremmo essere in grado di migliorare il declino cognitivo legato all’età“, ha detto Sato.
Sono in corso studi che utilizzano sostanze che si legano al ferro e lo rendono biologicamente non disponibile, per il trattamento della malattia coronarica
La sfida è nel composto specifico: per ridurre la concentrazione di ferro nel cervello sarebbe necessario un chelante in grado di superare la barriera ematoencefalica. Tuttavia, è in corso uno studio clinico per valutare gli effetti di un chelante del ferro specifico nel morbo di Parkinson.
“Non tutti i chelanti superano la barriera ematoencefalica, tranne uno. Esplorare questa possibile terapia sarà il nostro prossimo passo”, conclude Ardheali.
Fonte:eLife
