Il danno al circuito cerebrale causato dall'Alzheimer potrebbe manifestarsi in due fasi / Alzheimer’s Damage to the Brain’s Circuitry May Unfold in Two Phases

Il danno al circuito cerebrale causato dall'Alzheimer potrebbe manifestarsi in due fasi / Alzheimer’s Damage to the Brain’s Circuitry May Unfold in Two Phases

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

Utilizzando sofisticati strumenti di mappatura cerebrale, un gruppo di scienziati ha scoperto prove che indicano che la malattia di Alzheimer può danneggiare il cervello in due fasi e quali tipi di cellule possono essere danneggiati per primi. I dettagli dello studio finanziato dai National Institutes of Health sono stati pubblicati su Nature Neuroscience in un articolo intitolato " Atlante cellulare multimodale integrato della malattia di Alzheimer ". 

I cervelli utilizzati per lo studio provengono dall'iniziativa Seattle Alzheimer's Disease Brain Cell Atlas (SEA-AD), che mira a mappare il danno cerebrale che si verifica durante la malattia. Secondo i risultati, la prima e più precoce fase si verifica prima che le persone sperimentino i caratteristici problemi di memoria ed i cambiamenti nella struttura e nelle reti cerebrali, tra cui l'accumulo di placche, sono graduali e poco appariscenti. Nella seconda fase, tardiva, la malattia causa una distruzione più diffusa. Questa fase coincide anche con la comparsa dei sintomi e con un accumulo molto più rapido di placche e grovigli.  

Questi risultati contraddicono altri studi che suggerivano che il danno causato dall'Alzheimer si verifica in diverse fasi caratterizzate da crescenti livelli di morte cellulare, infiammazione ed accumulo di proteine. 

Richard Hodes, MD, direttore del NIH National Institute on Aging, ritiene che questi nuovi risultati "altereranno radicalmente la comprensione degli scienziati su come l'Alzheimer danneggia il cervello". Una sfida fondamentale nella diagnosi e nel trattamento dell'Alzheimer è che quando il paziente presenta i sintomi, gran parte del danno è già stato fatto. "La capacità di rilevare questi cambiamenti precoci significa che, per la prima volta, possiamo vedere cosa sta accadendo al cervello di una persona durante i primi periodi della malattia", ha affermato.

Approfondendo i dettagli dello studio, gli scienziati hanno analizzato i cervelli di 84 persone in diverse fasi della malattia utilizzando strumenti sviluppati come parte dell'iniziativa Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) del NIH. La coorte includeva 33 donatori maschi e 51 donatrici femmine. Si sono concentrati sulle cellule del giro temporale medio, una parte del cervello che controlla il linguaggio, la memoria e la vista, che è vulnerabile a molti dei cambiamenti osservati nei pazienti di Alzheimer. È anche una parte del cervello che i ricercatori hanno mappato in modo approfondito per i donatori di controllo, il che ha reso possibile confrontare le loro informazioni con i dati delle persone affette dalla malattia. In questo modo, il gruppo di ricerca è stato in grado di creare una cronologia genetica e cellulare che mostra la progressione della malattia nelle due fasi.

Tra l'elenco dei cambiamenti nella fase iniziale c'è la morte delle cellule chiamate neuroni inibitori della somatostatina (SST), una scoperta che ha sorpreso i ricercatori. Gli scienziati hanno a lungo pensato che l'Alzheimer danneggiasse principalmente i neuroni eccitatori, che inviano segnali neurali attivatori ad altre cellule. Al contrario, i neuroni inibitori inviano segnali calmanti ad altre cellule. Il gruppo sospetta che la perdita di neuroni inibitori della SST potrebbe essere responsabile dei cambiamenti nei circuiti neurali del cervello che sono alla base dello sviluppo della malattia.

"Questa ricerca dimostra quanto potenti nuove tecnologie fornite dalla BRAIN Initiative del NIH stiano cambiando il modo in cui comprendiamo malattie come l'Alzheimer", ha affermato John Ngai, PhD, direttore della BRAIN Initiative del NIH. "Le nuove conoscenze fornite da questo studio potrebbero aiutare scienziati e sviluppatori di farmaci in tutto il mondo a sviluppare diagnosi e trattamenti mirati a stadi specifici dell'Alzheimer e di altre demenze".

ENGLISH

Using sophisticated brain mapping tools, a group of scientists have discovered evidence indicating that Alzheimer’s disease may damage the brain in two phases as well as which cell types may be harmed first. Details from the National Institutes of Health-funded study were published in Nature Neuroscience in a paper titled, “Integrated multimodal cell atlas of Alzheimer’s disease.” 

The brains used for the study are from the Seattle Alzheimer’s Disease Brain Cell Atlas initiative (SEA-AD), which aims to map the brain damage that occurs during the disease. According to the findings, the first and earliest phase occurs before people experience the characteristic memory problems and the changes to the brain structure and networks, including plaque accumulation, are gradual and unobtrusive. In the second, late phase, the disease causes more widespread destruction. This phase also coincides with the appearance of symptoms and much more rapid accumulation of plaques and tangles.  

The findings fly in the face of other studies that suggested that the damage caused by Alzheimer’s occurs in several stages characterized by increasing levels of cell death, inflammation, and protein accumulation. 

Richard Hodes, MD, director of NIH National Institute on Aging believes these new results will “fundamentally alter scientists’ understanding of how Alzheimer’s harms the brain.”  A key challenge with diagnosing and treating Alzheimer’s disease is that by the time the patient presents with symptoms, much of the damage has been done. “The ability to detect these early changes means that, for the first time, we can see what is happening to a person’s brain during the earliest periods of the disease,” he said.

Digging into the details of the study, the scientists analyzed brains from 84 people at different disease stages using tools developed as part of the NIH’s Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) initiative. The cohort included 33 male donors and 51 female donors. They honed in on cells of the middle temporal gyrus, a part of the brain that controls language, memory, and vision, which is vulnerable to many of the changes observed in Alzheimer’s patients. It is also a part of the brain that researchers have thoroughly mapped for control donors which made it possible to compare their information with data from people with the disease. This way, the research team was able to create a genetic and cellular timeline showing the disease progression in the two phases.

Among the list of changes in the early phase is the death of cells called somatostatin (SST) inhibitory neurons, a finding that surprised the researchers. Scientists have long thought that Alzheimer’s primarily damages excitatory neurons, which send activating neural signals to other cells. In contrast, inhibitory neurons send calming signals to other cells. The team suspects that losing SST inhibitory neurons might be responsible for the changes to the brain’s neural circuitry that underlie disease development.

“This research demonstrates how powerful new technologies provided by the NIH’s BRAIN Initiative are changing the way we understand diseases like Alzheimer’s,” said John Ngai, PhD, director of the NIH’s BRAIN initiative. “The new knowledge provided by this study may help scientists and drug developers around the world develop diagnostics and treatments targeted to specific stages of Alzheimer’s and other dementias.”

Da:

https://www.genengnews.com/topics/omics/alzheimers-damage-to-the-brains-circuitry-may-unfold-in-two-phases/