Una nuova scoperta potrebbe aiutare i pazienti ai primi stadi dell’Alzheimer

Una nuova scoperta potrebbe aiutare i pazienti ai primi stadi dell’Alzheimer

Un recente studio, condotto su di un mollusco marino, potrebbe contribuire a ripristinare la memoria dei pazienti con malattia di Alzheimer.

All’interno di un nuovo studio, pubblicato sulla rivista eLife, un’équipe di ricercatori ha affermato che incoraggiare il sistema nervoso a rigenerare le connessioni danneggiate tra le cellule cerebrali potrebbe ripristinare negli umani i ricordi perduti.

L’équipe di ricerca, che include l’autore principale, il Dr. David Glanzman dei dipartimenti di Biologia integrativa e fisiologia e di neurobiologia all’Università della California di Los Angeles (UCLA), afferma che questa scoperta potrebbe condurre a nuovi trattamenti destinati ai pazienti che si trovano ai primi stadi della malattia di Alzheimer.

La credenza popolare vuole che i ricordi a lungo termine siano immagazzinati all’interno delle sinapsi, ovvero quelle strutture che consentono l’invio dei segnali elettrici o chimici tra le diverse cellule cerebrali, note come neuroni. Secondo il Dr. Glanzman ed i suoi colleghi, però, questa nuova scoperta rivela che la situazione è ben diversa.

Analizzando i processi di apprendimento e della memoria di un mollusco marino noto come aplysia, dotato di funzioni cellulari e molecolari simili a quelle umane, l’équipe di ricerca ha scoperto di essere in grado di ripristinare i ricordi perduti del mollusco stimolando la ricrescita delle connessioni sinaptiche distrutte.

“Questo suggerisce che la memoria non si trova nelle sinapsi, ma in una posizione diversa”, ha affermato il Dr. Glanzman. “Pensiamo che si trovi nel nucleo dei neuroni, ma non l’abbiamo ancora provato”.

Il Dr. Glanzman ha aggiunto:

La memoria a lungo termine non viene immagazzinata all’interno della sinapsi. Si tratta di un’idea radicale, ma è ciò che mostrano le prove. Il sistema nervoso sembra essere in grado di rigenerare le connessioni sinaptiche perdute. Se siamo in grado di ripristinare le connessioni sinaptiche, allora la memoria può ritornare. Non sarà facile, ma credo che sia possibile.

 

Bloccando la sintesi proteica, si blocca la crescita sinaptica impedendo così la formazione della memoria a lungo termine

Per arrivare a questi risultati, i ricercatori hanno “addestrato” le aplisye affinché ricordassero alcuni shock elettrici leggeri applicati alle loro code. L’équipe spiega che i molluschi presentano una reazione di difesa agli shock elettrici (il che include il rilascio dell’ormone serotonina all’interno del sistema nervoso centrale, incoraggiando di conseguenza la crescita delle connessioni sinaptiche coinvolte nella memoria a lungo termine) per proteggere le loro branchie. Questa reazione di difesa dura alcuni giorni, il che per i ricercatori rappresenta la memoria a lungo termine dei molluschi.

I ricercatori hanno poi provveduto ad analizzare, all’interno di una piastra di Petri, i neuroni sensoriali e motori che intervengono nella reazione di difesa: le connessioni sinaptiche presenti all’interno del corpo dei molluschi si sono ricreate all’interno della piastra.

Secondo il Dr. Glanzman, durante la formazione delle memorie a lungo termine, il cervello produce delle nuove proteine che giocano un ruolo importante nella creazione di nuove sinapsi. La rottura di questo processo (ad esempio a causa di una commozione cerebrale), può impedire la sintesi proteica, interrompendo la creazione delle memorie a lungo termine.
L’équipe ha dimostrato questo processo all’interno della piastra di Petri. Aggiungendo la serotonina, i ricercatori hanno potuto notare lo sviluppo di nuove connessioni sinaptiche tra i neuroni sensoriali e motori. L’aggiunta di un inibitore della sintesi proteica subito dopo aver aggiunto della serotonina, però, ha bloccato la crescita delle nuove connessioni sinaptiche, il che ha impedito la formazione della memoria a lungo termine.

“Se addestrate un animale ad eseguire un compito, inibite la sua capacità di produrre delle proteine subito dopo l’addestramento e lo verificate 24 ore dopo, l’animale non ricorderà nulla dell’addestramento”, spiega il Dr. Glanzman facendo, però, notare che se si addestra un animale e dopo 24 ore gli si inietta un inibitore della sintesi proteica, allora la sua memoria a lungo termine rimane intatta.”In altre parole”, ha aggiunto il Dr. Glanzman, “una volta che i ricordi si sono formati, se la sintesi proteica viene interrotta, questo non influenza la memoria a lungo termine. E questo accade sia nel cervello delle aplysie sia in quello umano”.

L’équipe voleva investigare se la perdita delle sinapsi si verifica allo stesso tempo della perdita della memoria. In un primo momento, i ricercatori hanno contato le sinapsi presenti all’interno della piastra di Petri menzionata in precedenza e hanno introdotto un inibitore della sintesi proteica dopo 24 ore e dopo altre 24 ore hanno contato nuovamente le sinapsi presenti nella piastra di Petri. I ricercatori hanno scoperto che l’introduzione ritardata di un inibitore della sintesi proteica non sembra interrompere la formazione delle memorie a lungo termine, e hanno potuto osservare la crescita di nuove sinapsi nonché di una serie di connessioni sinaptiche ancor più forti tra i neuroni sensoriali e motori.

In seguito i ricercatori hanno introdotto la serotonina all’interno di una piastra di Petri dedicata ai neuroni sensoriali e motori. Dopo 24 ore, hanno aggiunto un impulso di serotonina ulteriore alla piastra per ricordare ai neuroni lo shock elettrico originale dell’addestramento. Subito dopo hanno aggiunto alla piastra di Petri un inibitore della sintesi proteica.

Il processo, secondo quanto riportato dall’équipe, ha eliminato sia la crescita sinaptica che la formazione della memoria a lungo termine. I ricercatori hanno scoperto che il numero di sinapsi presenti all’interno della piastra di Petri era pari a quello presente prima dell’addestramento a base di shock elettrici. Questo, sempre secondo i ricercatori, non fa che indicare che l’aggiunta del promemoria di “serotonina” ha attivato una nuova ondata di consolidazione della memoria. Bloccare la sintesi proteica durante questo processo, però, ha eliminato i ricordi dalle cellule cerebrali.

Durante l’esecuzione di questo esperimento sui molluschi, prima di aver applicato una serie di elettroshock alla coda, i ricercatori hanno scoperto che la memoria a lungo termine che pensavano perduta è stata ripristinata, implicando che le connessioni sinaptiche all’interno dei molluschi sono state ripristinate.

Il Dr. Glanzman afferma che questi risultati potrebbero offrire una speranza ai pazienti ai primi stadi dell’Alzheimer, dal momento che i ricordi a lungo termine potrebbero essere immagazzinati all’interno del nucleo dei neuroni e non nelle sinapsi, solitamente danneggiate nei pazienti di questo tipo.

Il Dr. Glanzman ha aggiunto:

Finché i neuroni sono vivi, la memoria sarà presente, e ciò significa che potremmo essere in grado di ripristinare alcuni dei ricordi perduti durante i primi stadi dell’Alzheimer.

L’équipe prevede di investigare ulteriormente il ripristino dei ricordi e la ricrescita delle sinapsi nelle aplysie.

 

“Reinstatement of long-term memory following erasure of its behavioral and synaptic expression in Aplysia”, David Glanzman, et al., eLife, published online 17 November 2014.

Dott. Federico Baranzini

www.hyptalk.com

 

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Psichiatra e psicoterapeuta a Milano, in formazione continua, già ricercatore clinico, si occupa con passione della cura dei disturbi d’ansia e e dei disturbi dell’umore integrando l’approccio psicoterapeutico a quello farmacologico. E’ referente scientifico del sito menteecervello.it
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