Nuova svolta nella ricerca sull'invecchiamento cerebrale! Oppure potrebbe diventare una nuova alba per risolvere i problemi dell'Alzheimer e del Parkinson

Con l'avanzare dell'età, le funzioni del corpo diminuiscono gradualmente e il cervello non fa eccezione. Di recente, uno studio pubblicato sulla rivista Nature ha scoperto che diversi tipi di cellule nel cervello dei topi anziani hanno subito cambiamenti significativi nell'espressione genica, svelando il mistero dell'invecchiamento cerebrale. Questo articolo vi accompagnerà in questa ricerca e vi farà comprendere la storia che si nasconde dietro l'invecchiamento del cervello.

Per comprendere meglio i meccanismi dell'invecchiamento cerebrale, i ricercatori hanno eseguito un'analisi del trascrittoma di singole cellule del cervello di topi giovani e vecchi. Utilizzando dati del trascrittoma su larga scala e di alta qualità e annotazioni dettagliate sui tipi di cellule, i ricercatori hanno individuato le regioni del cervello e i tipi di cellule vulnerabili all'invecchiamento.

Lo studio ha scoperto che 2.449 geni presentavano un'espressione differenziale correlata all'età in specifici tipi di cellule nel cervello dei topi anziani. Questi cambiamenti nell'espressione genica portano alla comparsa di gruppi di cellule trascrizionalmente distinti nel cervello anziano, tra cui microglia, astrociti, cellule ependimali, oligodendrociti e altri.

La ricerca ha individuato cinque caratteristiche principali dell'invecchiamento cerebrale:

1. Riduzione del numero di cellule staminali: le cellule staminali sono cellule speciali che possono differenziarsi in diversi tipi di cellule e aiutare a riparare e rigenerare i tessuti. Quando il numero delle cellule staminali diminuisce, diminuisce anche la capacità del cervello di rigenerarsi e riparare i neuroni, il che significa che con l'avanzare dell'età il nostro cervello diventa meno capace di recuperare dopo un trauma.

2. Aumento della risposta immunitaria e dell'infiammazione: nel cervello invecchiato, è molto probabile che le cellule immunitarie, in particolare la microglia, abbiano funzioni disfunzionali. Il ruolo principale di queste cellule è quello di proteggere il cervello dagli agenti patogeni, ma con l'invecchiamento diventano iperattive, provocando un aumento delle risposte infiammatorie. Le risposte infiammatorie ripetute e a lungo termine possono danneggiare il tessuto cerebrale e comprometterne il normale funzionamento.

3. Danni alla struttura della rete neurale: la mielina è uno strato di sostanza che avvolge l'assone delle cellule nervose, in grado di aumentare la velocità di trasmissione del segnale nervoso. Nel cervello invecchiato, la formazione di mielina diminuisce, rallentando la trasmissione dei segnali neurali e portando a un declino delle funzioni cognitive.

4. Disturbi della percezione dei nutrienti e dell'omeostasi energetica: l'ipotalamo è un'area fondamentale per la regolazione del comportamento alimentare e del metabolismo energetico. Lo studio ha scoperto che alcuni tipi di cellule nell'ipotalamo dei topi anziani hanno subito cambiamenti significativi nell'espressione genica rispetto ad alcuni tipi di cellule nei topi giovani. Si ipotizza che durante il processo di invecchiamento, le cellule in questa zona inizino a mostrare anomalie funzionali, che portano alla perdita di appetito e a un metabolismo energetico alterato, che a sua volta influisce sulla salute generale e sulle funzioni cerebrali.

5. Cambiamenti epigenetici: l'epigenetica si riferisce ai cambiamenti nell'espressione genica che non comportano cambiamenti nella sequenza genica stessa, ma piuttosto regolano l'attività genica attraverso altri meccanismi. Durante il processo di invecchiamento, questi meccanismi regolatori possono alterarsi, provocando un'espressione genica anomala e influenzando la struttura e la funzione del cervello.

L'invecchiamento cerebrale è un processo biologico complesso che non solo influisce direttamente sulla funzione neurale, ma è anche strettamente correlato all'insorgenza e allo sviluppo di diverse malattie neurologiche.

Il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson sono due delle malattie neurologiche più comuni associate all'invecchiamento. Cambiamenti chiave nel cervello dovuto all'invecchiamento, come la perdita neuronale, la disfunzione sinaptica, la neuroinfiammazione e i disturbi metabolici, sono importanti fattori di rischio per lo sviluppo di queste malattie.

1. Malattia di Alzheimer: con l'età, l'accumulo anomalo di proteine ​​amiloidi e di proteine ​​Tau (proteine ​​associate ai microtubuli, espresse principalmente nei neuroni del sistema nervoso centrale) nel cervello forma placche e grovigli, che sono le principali caratteristiche patologiche della malattia di Alzheimer. Queste lesioni interrompono la comunicazione tra le cellule nervose, provocando un graduale declino delle funzioni cognitive.

2. Malattia di Parkinson: ci sono alcune cellule speciali in una zona del cervello chiamata substantia nigra. Queste cellule sono responsabili della produzione di una sostanza chimica chiamata dopamina, che ci aiuta a controllare i movimenti degli arti. Quando il numero di queste cellule diminuisce, il corpo umano può presentare problemi di movimento, come tremori alle mani, movimenti più lenti e rigidità del corpo.

In breve, i risultati della ricerca sull'analisi del trascrittoma di singole cellule offrono nuove speranze per il trattamento delle malattie legate all'invecchiamento cerebrale, come l'Alzheimer e il Parkinson. Acquisendo una comprensione più approfondita dei meccanismi cellulari e molecolari dell'invecchiamento cerebrale, speriamo di sviluppare in futuro interventi più efficaci per migliorare la qualità della vita degli anziani e ridurre il peso sulle famiglie e sulla società.

Riferimenti: Jin K, Yao Z, van Velthoven CTJ, et al. Firme trascrittomiche specifiche del tipo cellulare dell'intero cervello per un invecchiamento sano nei topi.[J]. Natura (2025). https://www.nature.com/articles/s41586-024-08350-8