I ricercatori dell’Università dell’Arizona hanno messo a punto un nuovo studio che mostra che aumentare la quantità di glucosio che può essere trasformato in energia, potrebbe aiutare le persone con la SLA, migliorando la loro mobilità e aumentando i loro tassi di sopravvivenza.
Lo studio è stato pubblicato online sull’ultimo numero della rivista eLife ed è intitolato: “L’ upregolazione della glicolisi è neuroprotettiva come meccanismo di compensazione nella SLA”.
La sclerosi laterale amiotrofica (SLA) è una malattia neurodegenerativa che colpisce i motoneuroni superiori e inferiori con conseguente progressiva debolezza muscolare e morte finale. I difetti metabolici cellulari insorgono precocemente e contribuiscono alla manifestazione clinica di difetti sistemici che includono perdita di peso, dislipidemia e ipermetabolismo. Tuttavia, non è chiaro in che modo i difetti metabolici si riferiscono o possono contribuire alla degenerazione dei motoneuroni.
Le osservazioni di pazienti e modelli animali hanno iniziato a chiarire i meccanismi che contribuiscono ai difetti metabolici nella SLA. È interessante notare che il cervello umano fa affidamento sul glucosio come principale fonte di energia e consuma circa il 20% dell’energia derivata dal glucosio del corpo. Difetti del metabolismo del glucosio sono stati precedentemente riportati nel lobo frontale e nella corteccia dei pazienti con SLA e nei modelli di topi SOD1 mutato di SLA. L’aumento della disponibilità di glucosio ha dimostrato di ridurre il misfolding delle proteine e di ritardare la degenerazione neuronale nei modelli di neurodegenerazione di C. elegans. In un recente studio pilota, una dieta ad alto contenuto calorico a base di alto contenuto di carboidrati ha dimostrato di essere ben tollerata dai pazienti e di ridurre gli eventi avversi gravi nei pazienti con SLA. Presi insieme, questi risultati suggeriscono che anche se il metabolismo difettoso del glucosio è ancora scarsamente compreso nella SLA, vi è una grande opportunità per capire meglio la sua relazione con la malattia ed esplorare il suo potenziale come una via terapeutica.
La SLA è una malattia paralizzante che colpisce il metabolismo. Causa una rapida perdita di peso che, per i ricercatori, spiega l’ipermetabolismo. Dopo la diagnosi, l’aspettativa di vita media è di circa da 2 a 5 anni, ma mano che la malattia progredisce, il paziente non riesce a mangiare e bere e lentamente non riesce nemmeno più a respirare da solo. Daniela Zarnescu, Professore UA di biologia molecolare e cellulare, è autore senior dello studio.
L’autore dello studio Ernesto Manzo, un alunno della UA e ricercatore post-dottorato nel Dipartimento di Biologia Molecolare e Cellulare ha spiegato che questa forma di ipertermia potrebbe essere un continuo circolo vizioso. A riposo, pazienti con la SLA tendono ad usare più energia rispetto alle persone che non hanno la SLA.
“Inoltre, c’è una difficoltà nell’utilizzare il glucosio disponibile in questi individui”, spiegano i ricercatori. Il glucosio è la principale fonte di energia per il corpo. Manzo dice: “Questo progetto è stato un modo per analizzare questi dettagli”, spiegando che non si sapeva esattamente come il metabolismo del glucosio fosse influenzato dalla SLA.
I risultati dello studio hanno dimostrato che quando i neuroni affetti da SLA venivano nutriti con più glucosio, lo trasformavano in energia. “Questa energia ha aiutato i neuroni a sopravvivere più a lungo e anche a esibirsi meglio”, ha scritto il team che ipotizza che se i neuroni potessero essere forniti con più glucosio, potrebbero sopravvivere più a lungo e funzionare meglio. Manzo aggiunge: “Questi neuroni mostravano un certo sollievo abbattendo il glucosio e ottenendo più energia cellulare”.
Secondo Zarnescu studi precedenti hanno esaminato gli effetti della SLA su tutto il corpo e questa è la prima volta che si osservano gli effetti della SLA a livello cellulare. Zarnescu sostiene che: “Il fatto che abbiamo scoperto un meccanismo compensatorio mi ha sorpreso. Questi neuroni disperati e degenerati hanno mostrato un’incredibile capacità di recupero. È un esempio di come le cellule in modo stupefacente, stiano affrontando lo stress“.
Fino ad oggi i cambiamenti metabolici all’interno dei neuroni affetti da SLA non sono stati chiaramente compresi.
Per lo studio il team ha usato un modello specifico di moscerino della frutta Drosophila con “proteinopatia TDP-43” e microscopi ad alta potenza per osservare i motoneuroni delle mosche della frutta mentre erano ancora larve. Hanno fornito più glucosio ai moscerini e hanno visto la reazione dei neuroni. A mano a mano che le quantità di glucosio salivano, i neuroni tendevano a vivere più a lungo e ad esibirsi meglio. “Con la caduta dei livelli di glucosio, le larve si muovevano di nuovo lentamente“, ha scritto il team.
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Come passo successivo, il team ha condotto una sperimentazione clinica pilota sugli esseri umani con SLA ed ha notato che una dieta ricca di carboidrati potrebbe aiutare i pazienti con la SLA. ” Alti livelli di carboidrati possono significare più glucosio per i neuroni“, hanno scritto i ricercatori. Zarnescu ha dichiarato: “I nostri dati forniscono essenzialmente una spiegazione del perché questo approccio potrebbe funzionare. Il mio obiettivo è convincere i clinici a eseguire una sperimentazione clinica più ampia per testare questa idea “.
Studio correlato
Autori guidati da Siobhan Kirk dall’Istituto australiano per la bioingegneria e la nanotecnologia, l’Università del Queensland, Brisbane un paio di mesi fa hanno pubblicato un articolo intitolato “Biomarcatori del metabolismo nella sclerosi laterale amiotrofica”, nel numero di Frontiers of Neurology del marzo 2019.
Hanno esaminato diversi biomarcatori del metabolismo nella SLA e hanno anche scritto sul metabolismo del glucosio nella SLA. Il team ha esaminato articoli che riferiscono che il metabolismo del glucosio nel cervello di pazienti con SLA è stato studiato utilizzando la “tomografia ad emissione di positroni F18 fluorodeossiglucosa” (F18-PET).
“Questi studi hanno dimostrato che vi è una diminuzione nell’uso di glucosio nella corteccia motoria primaria del cervello in questi pazienti. I livelli di glucosio sono aumentati nel liquido cerebrospinale, il che significa che c’è più assunzione di glucosio nel midollo spinale”, scrivono gli autori. “La variazione del livello di glucosio potrebbe essere un indicatore per la diagnosi”, spiegano.
Il team ha scritto anche: “Le alterazioni del metabolismo del glucosio nella SLA si estendono oltre il sistema nervoso centrale (SNC. Gli studi hanno dimostrato che i pazienti con la SLA hanno un significativo aumento dei livelli di glucosio nel sangue in seguito alla somministrazione di un carico di glucosio, rispetto a controlli per età e sesso. Un paziente su tre SLA soddisfa i criteri di tolleranza al glucosio alterata e possibile insulino-resistenza“.
Fonte, elifesciences
