Gli scienziati dell’Allen Institute hanno identificato specifici tipi di cellule nel cervello dei topi che subiscono importanti cambiamenti con l’invecchiamento, nonché uno specifico punto caldo in cui si verificano molti di questi cambiamenti. Le scoperte, pubblicate sulla rivista Nature, potrebbero aprire la strada a future terapie per rallentare o controllare il processo di invecchiamento del cervello.
Le scoperte più importanti
- Cellule sensibili: Gli scienziati hanno scoperto decine di tipi di cellule specifiche, soprattutto cellule gliali, note come cellule di supporto del cervello, in cui l’espressione genica cambiava significativamente con l’età. Tra le cellule più colpite ci sono microglia e macrofagi marginali, oligodendrociti, taniciti e cellule ependimali.
- Infiammazione e protezione neuronale: nel cervello che invecchia, le attività dei geni associati all’infiammazione aumentano, mentre quelle dei geni associati alla struttura e alla funzione neuronale diminuiscono.
- Punto caldo dell’invecchiamento: gli scienziati hanno scoperto un punto caldo specifico che combina sia la diminuzione della funzione neuronale sia l’aumento dell’infiammazione nell’ipotalamo. I cambiamenti più significativi nell’espressione genica sono stati riscontrati nei tipi di cellule vicino al terzo ventricolo dell’ipotalamo, tra cui i taniciti, le cellule ependimali e i neuroni, noti per il loro ruolo nell’assunzione di cibo, nell’omeostasi energetica, nel metabolismo e nel modo in cui il nostro corpo utilizza i nutrienti. Ciò suggerisce un possibile legame tra dieta, fattori di stile di vita, invecchiamento cerebrale e cambiamenti che possono influenzare la nostra suscettibilità alle malattie cerebrali legate all’età.
Una mappa dettagliata mostra quali cellule cerebrali possono essere maggiormente colpite dall’invecchiamento
“La nostra ipotesi è che questi tipi di cellule stiano diventando meno efficienti nell’integrare i segnali provenienti dall’ambiente o dagli oggetti che consumiamo”, ha detto Kelly Jin, Ph.D., scienziato dell’Allen Institute for Brain Science e autore principale dello studio. Questa perdita di efficienza, secondo i ricercatori, contribuisce in qualche modo a quello che conosciamo come processo di invecchiamento nel resto del corpo”. Per condurre lo studio, finanziato dal National Institutes of Health (NIH), i ricercatori hanno utilizzato un sequenziamento dell’RNA a singola cellula all’avanguardia e strumenti avanzati di mappatura cerebrale sviluppati attraverso la BRAIN Initiative® del NIH per mappare più di 1,2 milioni di cellule cerebrali di topi giovani (di due mesi) e anziani (di 18 mesi) in 16 ampie regioni cerebrali.
Secondo gli scienziati, i topi anziani sono equivalenti agli esseri umani di mezza età. Il cervello dei topi mostra molte somiglianze con quello umano in termini di struttura, funzione, geni e tipi di cellule. “L’invecchiamento è il fattore di rischio più importante per il morbo di Alzheimer e per molte altre malattie cerebrali devastanti. Questi risultati forniscono una mappa molto dettagliata delle cellule cerebrali più colpite dall’invecchiamento”, ha dichiarato Richard J. Hodes, direttore del National Institute on Aging del NIH. Questa nuova mappa potrebbe cambiare radicalmente il modo in cui gli scienziati pensano agli effetti dell’invecchiamento sul cervello e fornire una guida per lo sviluppo di nuovi trattamenti per le malattie cerebrali legate all’età”.
Un percorso verso nuove terapie
La comprensione di questo punto caldo nell’ipotalamo ne fa un punto focale per gli studi futuri. Insieme alla conoscenza di quali cellule devono essere prese di mira, ciò potrebbe portare allo sviluppo di terapie legate all’età che aiutino a preservare le funzioni e a prevenire le malattie neurodegenerative. I ricercatori intendono sviluppare strumenti in grado di colpire questi tipi di cellule. Secondo il dottor Hongkui Zeng, vicepresidente esecutivo e direttore dell’Allen Institute for Brain Science, la domanda è se il processo di invecchiamento possa essere ritardato migliorando la funzione di queste cellule. Le ultime scoperte sono inoltre coerenti con studi precedenti che collegano l’invecchiamento a cambiamenti metabolici, nonché con ricerche che suggeriscono che il digiuno intermittente, una dieta bilanciata o una restrizione calorica possono influenzare o forse addirittura prolungare la durata della vita. Ricerche precedenti hanno dimostrato, tra l’altro, che il cervello potrebbe trarre beneficio da una dieta chetogenica in quanto migliora le prestazioni della memoria.
Questo studio pone le basi per nuove strategie dietetiche e approcci terapeutici volti a mantenere la salute del cervello in età avanzata, nonché per ulteriori ricerche sulle complessità dell’invecchiamento cerebrale avanzato. Man mano che gli scienziati continueranno a esplorare queste connessioni, la ricerca potrebbe sbloccare interventi dietetici o farmacologici più specifici per combattere o rallentare l’invecchiamento a livello cellulare. “La cosa più importante del nostro studio è che abbiamo trovato gli attori chiave – i veri attori chiave – e i substrati biologici di questo processo”, ha detto Zeng. “Quando si mettono insieme i pezzi di questo puzzle, bisogna trovare gli attori giusti. È un ottimo esempio del perché è necessario studiare il cervello e l’organismo a questo livello specifico di tipo cellulare. Altrimenti, se si mescolano diversi tipi di cellule, i cambiamenti che avvengono in alcuni tipi di cellule potrebbero essere mediati e non rilevati”.