I ricercatori del Johns Hopkins Medicine riferiscono che uno studio recentemente finanziato dai National Institutes of Health sta contribuendo a promuovere un potenziale nuovo approccio al trattamento dell’Alzheimer. Il focus è una proteina nel cervello che produce un piccolo ma importante gas.
La proteina, chiamata cistitionina γ-liasi, o CSE — nota soprattutto per la generazione di solfuro di idrogeno, il gas che odora di uova marce — sembra giocare un ruolo chiave nel modo in cui si forma la memoria. I risultati provengono da esperimenti su topi geneticamente modificati, secondo il responsabile dello studio Bindu Paul, M.S., Ph.D., professore associato di farmacologia, psichiatria e neuroscienze presso la Johns Hopkins University School of Medicine.
La ricerca, pubblicata su Proceedings of the National Academy of Sciences , mira a comprendere meglio come funziona questa proteina e se potenziarne l’attività possa aiutare a proteggere le cellule cerebrali e rallentare malattie neurodegenerative come l’Alzheimer.
Il solfuro di idrogeno può proteggere le cellule cerebrali
Studi precedenti suggerivano che il solfuro di idrogeno potesse aiutare a proteggere i neuroni nei topi. Tuttavia, il gas è tossico in grandi quantità, il che rende pericoloso la somministrazione diretta al cervello. Gli scienziati stanno invece cercando di capire come mantenere in sicurezza i livelli estremamente piccoli naturalmente presenti nei neuroni.
I nuovi risultati mostrano che topi ingegnerizzati per non avere l’enzima CSE sviluppano problemi di memoria e apprendimento. Questi topi mostrano anche un aumento dello stress ossidativo, danni al DNA e indebolito dell’integrità della barriera emato-encefalica — tutte caratteristiche comunemente associate al morbo di Alzheimer, afferma Paul, autore corrispondente dello studio.
Basandosi su anni di ricerca
Il lavoro attuale si basa su ricerche precedenti guidate da Solomon Snyder, M.D., D.Sc., D.Phil., professore emerito di neuroscienze, farmacologia e psichiatria. Nel 2014, il suo team ha riferito che il CSE supportava la salute cerebrale nei topi affetti dalla malattia di Huntington. I ricercatori hanno utilizzato topi privi della proteina CSE, sviluppata per la prima volta nel 2008 quando la proteina era collegata alla funzione dei vasi sanguigni e alla regolazione della pressione sanguigna .
Nel 2021, il gruppo ha scoperto che la CSE non funzionava correttamente nei topi affetti da Alzheimer e che piccole iniezioni di solfuro di idrogeno aiutavano a proteggere la funzione cerebrale.
Quegli studi precedenti si sono concentrati su topi con mutazioni genetiche aggiuntive legate a malattie neurodegenerative. Le ricerche più recenti isolano il ruolo stesso del CSE.
“Questo lavoro più recente indica che la CSE da sola è un attore importante nelle funzioni cognitive e potrebbe offrire una nuova strada per i percorsi di trattamento del morbo di Alzheimer”, afferma la co-autrice corrispondente Snyder, che si è ritirata dalla facoltà di Johns Hopkins Medicine nel 2023.
Perdita di memoria collegata a carenza di CSE
Per comprendere meglio come la CSE influenzi la memoria, gli scienziati hanno confrontato topi privi di proteina con topi normali che utilizzano lo stesso ceppo sviluppato nel 2008. Testarono la memoria spaziale (capacità di ricordare le indicazioni e seguire i segnali) utilizzando un sistema chiamato Barnes Maze.
In questo test, i topi imparano a sfuggire a una luce intensa trovando un rifugio nascosto. A due mesi, sia i topi normali che quelli privi di CSE hanno avuto risultati simili, localizzando il rifugio entro tre minuti. Tuttavia, dopo sei mesi, i topi carenti di CSE faticavano a trovare la via di fuga, mentre i topi normali continuavano ad avere successo.
“Il declino della memoria spaziale indica un progressivo insorgenza di malattie neurodegenerative che possiamo attribuire alla perdita della CSE”, afferma la prima autrice Suwarna Chakraborty, ricercatrice del laboratorio di Paul.
Cambiamenti cerebrali influenzano la malattia di Alzheimer
I ricercatori hanno anche esaminato come l’assenza di CSE influenzi il cervello a livello cellulare. L’ippocampo, una regione fondamentale per l’apprendimento e la memoria, si basa sulla formazione di nuovi neuroni. Le interruzioni in questo processo sono una caratteristica nota delle malattie neurodegenerative.
Utilizzando metodi biochimici e analitici, il team ha rilevato che le proteine coinvolte nella neurogenesi erano ridotte o mancanti nei topi senza CSE.
Con microscopi elettronici ad alta potenza, gli scienziati hanno osservato danni strutturali nei cervelli di questi topi. Hanno trovato grandi fratture nei vasi sanguigni, indicando danni alla barriera emato-encefalica, un altro segno distintivo della malattia di Alzheimer. Inoltre, i neuroni appena formati avevano difficoltà a raggiungere l’ippocampo, dove normalmente contribuiscono alla formazione della memoria.
“I topi privi di CSE sono stati compromessi, il che è correlato con i sintomi che vediamo nel morbo di Alzheimer”, afferma il co-primo autore Sunil Jamuna Tripathi, ricercatore del laboratorio di Paul.
Verso i nuovi trattamenti per l’Alzheimer
Secondo i Centers for Disease Control and Prevention degli Stati Uniti, la malattia di Alzheimer colpisce più di 6 milioni di persone negli Stati Uniti, e il numero continua a crescere. Attualmente, nessun trattamento è stato dimostrato in modo costante in grado di fermare o rallentare la malattia.
I ricercatori affermano che mirare alla CSE e alla sua produzione di solfuro di idrogeno potrebbe offrire una nuova strada per sviluppare terapie volte a proteggere la funzione cerebrale e rallentare la progressione della malattia.
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