Il cervello ha una mappa dei geni attivi: chi resiste all'Alzheimer?

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Redazione Salute Redazione Salute   -   Una mappa dell'attività dei geni nella corteccia prefrontale umana, costruita analizzando oltre 6,3 milioni di cellule da 1.494 donatori, permette ora di confrontare cellule di persone con e senza malattie cerebrali e di cercare le caratteristiche associate a una migliore tenuta delle funzioni cognitive nell'Alzheimer. Il risultato arriva da nove studi correlati pubblicati sulle riviste del gruppo Nature e coordinati dalla Icahn School of Medicine at Mount Sinai di New York nell'ambito del consorzio americano PsychAD, sostenuto dal National Institute on Aging.

Che cosa contiene l'atlante

La mappa descrive come vengono espressi i geni nelle singole cellule provenienti da cervelli donati alla ricerca dopo la morte. I partecipanti comprendono neonati e persone fino a 108 anni, con origini ancestrali diverse; accanto ai controlli senza diagnosi, il gruppo include casi di Alzheimer, demenza a corpi di Lewy, Parkinson, demenza vascolare, schizofrenia e disturbo bipolare.

Il sequenziamento dell'RNA dei singoli nuclei ha misurato quali geni risultavano attivi in ciascun campione cellulare, comprendendo neuroni, cellule immunitarie e cellule dei vasi sanguigni.

Le fasi della vita

Un filone del progetto ha ricostruito come cambia la stessa regione nel corso della vita, usando cervelli di persone senza disturbi neurologici. I ricercatori descrivono tre fasi distinte: un rapido rimodellamento cellulare nei primi anni di vita, un lungo periodo di relativa stabilità fino ai 24 anni e una nuova ondata di cambiamenti a partire dai 65 anni, guidata in larga parte dalle cellule gliali di supporto.

Nella tarda età variano in particolare i programmi genetici legati all'attività immunitaria, alle risposte allo stress e ai ritmi circadiani: dopo i 60 anni i ritmi giornalieri dei neuroni si attenuano, mentre le cellule immunitarie del cervello acquisiscono una nuova attività ritmica associata a stress cellulare e infiammazione.

La resilienza cognitiva

Alcune persone conservano capacità cognitive nonostante la presenza di segni della patologia di Alzheimer nel cervello. Uno studio collegato, pubblicato su Nature Medicine, ha esaminato 584 donatori con caratteristiche legate alla malattia e ha individuato circa 1,5 milioni di cellule associate ai fenotipi analizzati.

Tra i risultati emerge la maggiore attività del gene EMP1 in un sottotipo di astrociti nei donatori cognitivamente resilienti; i ricercatori suggeriscono che questa popolazione cellulare possa contribuire alla risposta ai danni neuronali, precisando però che l'analisi individua associazioni nel tessuto esaminato e non prova che quel gene da solo protegga dalla demenza.

Un'analisi complementare ha modellato reti molecolari specifiche per singolo donatore, rivelando una sostanziale diversità biologica tra le persone con Alzheimer e identificando percorsi molecolari associati alla neurodegenerazione.

Il ruolo dell'infiammazione

Diversi studi hanno trovato somiglianze particolarmente forti nell'attività genica coinvolta nello sviluppo dei neuroni, nella comunicazione neuronale e nella biologia dei vasi sanguigni tra Alzheimer, demenza a corpi di Lewy, demenza vascolare e Parkinson. Sono state inoltre identificate vie condivise tra Alzheimer e Parkinson nelle microglia, le cellule immunitarie residenti del cervello. La neuroinfiammazione cronica è da tempo nota nel cervello dei malati di Alzheimer, ma il suo punto di partenza restava poco chiaro.

Un lavoro distinto pubblicato su Science ha analizzato l'ippocampo di 40 adulti neurologicamente sani tra i 20 e i 95 anni, mostrando che tra i 50 e i 75 anni le microglie di origine embrionale diminuiscono e vengono sostituite da cellule con profilo simile ai monociti del sangue, dotate di segnali infiammatori più intensi.

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