Alzheimer’s protein may spread like an infection, human brain scans suggest. Le proteine del morbo di Alzheimer possono diffondersi come un'infezione, suggeriscono scansioni del cervello umano.

Alzheimer’s protein may spread like an infection, human brain scans suggest.  The procedure of the ENEA patent RM2012A000637 is very useful in this application./ Le proteine del morbo di Alzheimer possono diffondersi come un'infezione, suggeriscono scansioni del cervello umano. Il procedimento del brevetto ENEA RM2012A000637 è molto utile in questa applicazione.

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

The average accumulation of tau protein, represented by the red spheres, as visualized during positron emission tomography scans of 17 subjects with Alzheimer’s disease. / L'accumulo medio di proteina tau, rappresentato dalle sfere rosse, visualizzato durante le scansioni di tomografia a emissione di positroni di 17 soggetti con malattia di Alzheimer.

For the first time, scientists have produced evidence in living humans that the protein tau, which mars the brain in Alzheimer’s disease, spreads from neuron to neuron. Although such movement wasn’t directly observed, the finding may illuminate how neurodegeneration occurs in the devastating illness, and it could provide new ideas for stemming the brain damage that robs so many of memory and cognition.

Tau is one of two proteins—along with β-amyloid—that form unusual clumps in the brains of people with Alzheimer’s disease. Scientists have long debated which is most important to the condition and, thus, the best target for intervention. Tau deposits are found inside neurons, where they are thought to inhibit or kill them, whereas β-amyloid forms plaques outside brain cells.

Researchers at the University of Cambridge in the United Kingdom combined two brain imaging techniques, functional magnetic resonance imaging and positron emission tomography (PET) scanning, in 17 Alzheimer’s patients to map both the buildup of tau and their brains’ functional connectivity—that is, how spatially separated brain regions communicate with each other. Strikingly, they found the largest concentrations of the damaging tau protein in brain regions heavily wired to others, suggesting that tau may spread in a way analogous to influenza during an epidemic, when people with the most social contacts will be at greatest risk of catching the disease. 

The research team says this pattern, described yesterday in Brain, supports something known as the “transneuronal spread” hypothesis for Alzheimer’s disease, which had previously been demonstrated in mice but not people. “We come down quite strongly in favor of the idea that tau is starting in one place and moving across neurons and synapses to other places,” says clinical neurologist Thomas Cope, one of the study’s authors. “That has never before been shown in humans. That’s very exciting.” Because the researchers looked at Alzheimer’s patients with a range of disease severity, they were also able to demonstrate that, when tau accumulation was higher, brain regions were on the whole less connected. The strength of connections also decreased, and connections were increasingly random.

Nathan Spreng, a neuroscientist who studies brain networks and Alzheimer’s disease at the Montreal Neurological Institute and Hospital in Canada, calls the evidence for an infectionlike spread of tau “fascinating and compelling.” But others note that the study did not follow patients across time, a big weakness that makes it difficult to conclude that “tau spreading” caused the decreased functional connectivity, says Jorge Sepulcre of Harvard Medical School in Boston, who uses PET scanning to probe the impacts of neurodegenerative diseases on brain network connectivity. “The study’s conclusions should be taken cautiously as they do not include longitudinal proof or validation about the spreading nature of tau,” he says.

Yet the global picture of deterioration in the study makes it valuable, Spreng says. “While animal work has looked at how [tau] spread happens from synapse to synapse, this study shows nicely what the brain-wide effects are as the networks start to degenerate in the context of progressive Alzheimer’s disease.” He notes, however, that the small sample size is a concern.

Although he’s confident his team has already demonstrated the transneuronal spread of tau, Cope says that the Cambridge group is now following larger numbers of subjects with Alzheimer’s and tracking individuals across time with brain imaging. The spread of tau could have implications for clinical care, he adds, if drugs can be developed that attack tau in synapses, outside of cells, locking it up inside affected cells early, before it can spread.

ITALIANO

Per la prima volta, gli scienziati hanno prodotto prove su esseri umani viventi secondo cui la proteina tau, che fa esplodere il cervello nella malattia di Alzheimer, si diffonde dal neurone al neurone. Sebbene tale movimento non sia stato osservato direttamente, la scoperta può illuminare il modo in cui la neurodegenerazione si verifica nella malattia devastante e potrebbe fornire nuove idee per arginare il danno cerebrale che ruba così tanta memoria e cognizione.

Tau è una delle due proteine ​​- insieme con la β-amiloide - che formano gruppi insoliti nel cervello delle persone con malattia di Alzheimer. Gli scienziati hanno dibattuto a lungo, il che è più importante per la condizione e, quindi, il miglior obiettivo di intervento. I depositi di Tau si trovano all'interno dei neuroni, dove si pensa che li inibiscano o li uccidano, mentre le β-amiloidi formano placche al di fuori delle cellule cerebrali.

I ricercatori dell'Università di Cambridge nel Regno Unito hanno combinato due tecniche di imaging cerebrale, risonanza magnetica funzionale e tomografia a emissione di positroni (PET), in 17 pazienti affetti da Alzheimer per mappare sia l'accumulo di tau che la connettività funzionale dei loro cervelli - cioè, come le regioni cerebrali separate spazialmente comunicano tra loro. Sorprendentemente, hanno trovato le maggiori concentrazioni della proteina tau dannosa nelle regioni del cervello pesantemente collegate ad altri, suggerendo che il tau possa diffondersi in modo analogo all'influenza durante un'epidemia, quando le persone con i maggiori contatti sociali saranno maggiormente a rischio di contrarre la malattia.

Il gruppo di ricerca afferma che questo modello, descritto ieri a Brain, supporta una cosa nota come ipotesi di "diffusione transnazionale" per il morbo di Alzheimer, che era stata precedentemente dimostrata nei topi ma non nelle persone. " Siano a favore dell'idea che tau stia iniziando da un posto e si muova tra neuroni e sinapsi in altri luoghi", afferma il neurologo clinico Thomas Cope, uno degli autori dello studio. "Questo non è mai stato mostrato negli umani. È molto eccitante. "Poiché i ricercatori hanno esaminato i pazienti con malattia di Alzheimer con una gamma di gravità della malattia, sono stati anche in grado di dimostrare che, quando l'accumulo di tau era più alto, le regioni del cervello erano nel complesso meno collegate. Anche la forza delle connessioni diminuiva e le connessioni erano sempre più casuali.

Nathan Spreng, neuroscienziato che studia le reti cerebrali e il morbo di Alzheimer al Montreal Neurological Institute and Hospital in Canada, definisce le prove per una diffusione dell'infezione del tau "affascinante e avvincente". Ma altri osservano che lo studio non ha seguito i pazienti nel tempo, una grande debolezza che rende difficile concludere che "la diffusione del tau" ha causato una diminuzione della connettività funzionale, afferma Jorge Sepulcre della Harvard Medical School di Boston, che usa la scansione PET per sondare gli impatti delle malattie neurodegenerative sulla connettività della rete cerebrale. "Le conclusioni dello studio dovrebbero essere prese con cautela in quanto non includono prove longitudinali o convalida sulla diffusione della natura del tau", dice.

Tuttavia, il quadro globale del deterioramento dello studio lo rende prezioso, afferma Spreng. "Mentre il lavoro sugli animali ha osservato come la diffusione di [tau] avviene dalla sinapsi alla sinapsi, questo studio mostra bene quali effetti a livello del cervello stanno cominciando a degenerare nel contesto del progressivo morbo di Alzheimer." Egli osserva, tuttavia, che la piccola dimensione del campione è una preoccupazione.

Anche se è sicuro che il suo gruppo abbia già dimostrato la diffusione transneuronale del tau, Cope afferma che il gruppo di Cambridge sta ora seguendo un numero maggiore di soggetti con l'Alzheimer e seguendo gli individui nel tempo con l'analisi dell'immagine cerebrale. La diffusione di tau potrebbe avere implicazioni per la cura clinica, aggiunge, se si possono sviluppare farmaci che attaccano tau nelle sinapsi, al di fuori delle cellule, bloccandoli presto nelle cellule colpite, prima che possano diffondersi.

Da:

http://www.sciencemag.org/news/2018/01/alzheimer-s-protein-may-spread-infection-human-brain-scans-suggest?utm_campaign=news_daily_2018-01-05&et_rid=344224141&et_cid=1773790