Alzheimer, identificati cambiamenti chiave nel DNA nei cervelli

In uno studio pubblicato su Nature Communications, i ricercatori della Mayo Clinic hanno identificato cambiamenti specifici a livello di DNA nel cervello delle persone affette da Alzheimer (AD).

In uno studio pubblicato su Nature Communications, i ricercatori della Mayo Clinic hanno identificato cambiamenti specifici a livello di DNA nel cervello delle persone affette da Alzheimer (AD).

Utilizzando analisi biologiche avanzate, il team ha mappato le alterazioni nel panorama regolatorio cerebrale che potrebbero aiutare a spiegare perché l’Alzheimer si manifesta e progredisce in modo diverso da persona a persona.

I risultati potrebbero anche aprire nuove strade per comprendere altre malattie neurodegenerative.

La malattia di Alzheimer è la causa più comune di demenza. Biologicamente, la malattia inizia con la formazione di depositi proteici, noti come placche amiloidi, e grovigli neurofibrillari nel cervello.

Questo fa morire le cellule cerebrali nel tempo e il restringimento del cervello. Circa 6,9 milioni di persone negli Stati Uniti di età pari o superiore a 65 anni vivono con la malattia di Alzheimer.

Non esiste una cura e, nelle fasi avanzate, le complicazioni possono portare a un significativo calo della qualità della vita e alla morte.

Il team di ricerca della Mayo ha studiato tessuto cerebrale proveniente dalla Brain Bank del Dipartimento di Neuroscienze della Mayo Clinic, esaminando tessuto cerebrale di 472 persone con AD, e ha analizzato i modelli di metilazione del DNA — un tipo di “tag” chimico sul DNA — in tutto il genoma.

Questi campioni includono misurazioni dettagliate dei cambiamenti correlati all’Alzheimer — sia i cambiamenti cerebrali visibili osservati al microscopio sia i livelli delle proteine chiave dell’AD.

“Sebbene i risultati del nostro studio siano di per sé significativi, non volevamo fermarci qui e abbiamo cercato di rendere disponibili sia i nostri dati che i risultati alla comunità di ricerca in modo da proteggere anche l’identità dei donatori”, afferma Nilüfer Ertekin-Taner, presidente del dipartimento di Neuroscienze alla Mayo Clinic, medico-scienziato e autore senior dello studio.

“Volevamo farlo perché relativamente pochi gruppi hanno l’esperienza per analizzare così grandi dati e trarre insight biologici.”

Scoprire una via correlata alla mielina nell’AD 

I risultati suggeriscono che nell’AD, parte di ciò che accade nel cervello può riguardare cambiamenti nel marcatore del DNA che influenzano la funzione degli oligodendrociti, in particolare in relazione all’accumulo della proteina tossica tau.

Gli oligodendrociti sono le cellule cerebrali che producono la mielina, l’isolamento che aiuta le cellule nervose a comunicare.

Gli scienziati hanno teorizzato che interrompere la comunicazione dei neuroni contribuisca ai sintomi nelle persone con l’Alzheimer.

I ricercatori di questo studio hanno scoperto che quasi tutti i cambiamenti significativi di metilazione — piccoli tag chimici aggiunti al DNA che aiutano a controllare quando i geni vengono attivati o disattivati — erano collegati alla proteina tau.

Questo supporta l’idea che questa proteina svolga un ruolo chiave nei cambiamenti delle cellule cerebrali legati all’Alzheimer.

“Il nostro team ha già dimostrato che gli oligodendrociti sono influenzati nell’Alzheimer e in un’altra malattia correlata alla Tau, la paralisi supranucleare progressiva (PSP)”, afferma il dottor Ertekin-Taner.

“Questi nuovi risultati evidenziano ulteriormente che i problemi negli oligodendrociti e nella mielina sono centrali per l’AD. Indicano anche specifiche vie molecolari, in particolare cambiamenti epigenetici, che potrebbero essere mirate in terapie future.”

I cambiamenti epigenetici sono etichette chimiche sul DNA che aiutano a controllare come i geni vengono espressi, o attivati o disattivati, senza alterare il codice genetico stesso.

Perché questi cambiamenti influenzano il funzionamento delle cellule cerebrali e possono essere reversibili. Offrono obiettivi promettenti per i futuri trattamenti dell’Alzheimer.

Aprire la porta a ricerche future

I risultati dello studio hanno identificato nuovi geni che potrebbero avere un ruolo nell’AD, incluso uno chiamato LDB3, e hanno confermato molti risultati su più dataset indipendenti, dimostrandone l’affidabilità.

L’identificazione di geni specifici fornisce potenziali bersagli per ricerche future — ad esempio, gli scienziati potrebbero indagare se interventi che invertano la metilazione o supportano la salute degli oligodendrociti possano rallentare o modificare la progressione della malattia nei pazienti con DA.

Il team di ricerca di Mayo ha anche sviluppato uno strumento interattivo per facilitare la ricerca digitale del dataset. Chiamato Multiomic Atlas of AD Brain Endophenotypes, questa applicazione gratuita è un modo per rendere accessibili le informazioni e permettere ulteriori ricerche su AD e neurologia.

Il dataset può essere ricercato per nome gene o posizione cromosomica, e i risultati sono presentati sia in formato di tabella che grafica interattiva.

Sebbene questo lavoro continui a plasmare la ricerca, il suo impatto va oltre la Mayo Clinic e fornirà una risorsa preziosa per gli scienziati di tutto il mondo.

Stephanie Oatman, autrice principale dello studio, ha condotto questo lavoro durante il suo dottorato nel laboratorio del dottor Ertekin-Taner ed è ora ricercatrice post-dottorato presso il Brigham and Women’s Hospital.

“Per approfondire la nostra comprensione della malattia di Alzheimer e lavorare per aiutare le persone che vivono con la malattia, è fondamentale che altri ricercatori possano accedere facilmente alle analisi complete che abbiamo condotto in questo studio,” afferma.

“Questo accesso condiviso può amplificare l’impatto della nostra ricerca in diversi campi scientifici e, in ultima analisi, portare benefici ai pazienti.”

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