- Come i ritmi circadiani influenzano il cervello nell’Alzheimer?
- Il sonno può rallentare la malattia?
- Quali geni sono coinvolti?
Alzheimer e ritmi circadiani: nuove evidenze sul legame tra sonno e progressione della malattia
La malattia di Alzheimer è nota per alterare profondamente i ritmi quotidiani dei pazienti. Notte insonni, sonnolenza diurna e confusione serale, fenomeno noto come sundowning, sono indicatori comuni di diverse fasi della malattia. Questi sintomi suggeriscono un legame tra il decorso della malattia e il sistema circadiano, l’orologio biologico interno che regola il ciclo sonno-veglia, ma finora la natura precisa di questa connessione era poco chiara.
Studi sui topi evidenziano il ruolo dei ritmi circadiani nelle cellule cerebrali
Un gruppo di ricercatori della Washington University School of Medicine di St. Louis ha recentemente dimostrato nei topi che i ritmi circadiani in particolari cellule cerebrali sono alterati nell’Alzheimer. Queste modifiche influenzano come e quando centinaia di geni regolano funzioni fondamentali del cervello.
Lo studio, pubblicato il 23 ottobre su Nature Neuroscience, suggerisce che il controllo o la correzione dei ritmi circadiani potrebbe rappresentare una possibile strategia terapeutica.
“Abbiamo identificato che circa metà degli 82 geni associati al rischio di Alzheimer sono regolati dal ritmo circadiano,” spiega Erik S. Musiek, MD, PhD, professore di neurologia alla WashU Medicine. Nei topi con modello di Alzheimer, i pattern di attività giornaliera di questi geni risultano alterati.
“Comprendere come il ritmo circadiano regoli questi geni apre nuove possibilità per sviluppare trattamenti terapeutici in grado di rallentare la progressione della malattia.”
Sonno e Alzheimer: un circolo vizioso
Le modifiche nei modelli di sonno sono tra le principali preoccupazioni dei caregiver di pazienti affetti da Alzheimer. Musiek, co-direttore del Center on Biological Rhythms and Sleep (COBRAS), sottolinea che questi cambiamenti cominciano anni prima che la perdita di memoria diventi evidente. Oltre a gravare sui pazienti e sui loro assistenti, i disturbi del sonno generano stress biologici e psicologici che accelerano la progressione della malattia.
Il sistema circadiano regola circa il 20% dei geni umani, controllando l’attivazione o la disattivazione di processi vitali come la digestione, il sistema immunitario e il ciclo sonno-veglia.
Proteina YKL-40 e accumulo di amiloide
Musiek aveva già identificato la proteina YKL-40, che oscilla lungo il ciclo circadiano e regola i livelli di proteina amiloide nel cervello. Un eccesso di YKL-40, collegato al rischio di Alzheimer negli esseri umani, porta all’accumulo di amiloide, una caratteristica distintiva della malattia neurodegenerativa.
Microglia e astrociti: le cellule cerebrali più colpite
Il nuovo studio ha analizzato l’espressione genica nei cervelli di topi con accumuli di amiloide, confrontandoli con animali giovani sani e topi anziani senza accumulo. I tessuti sono stati raccolti a intervalli di 2 ore per 24 ore, per valutare quali geni risultassero attivi durante specifiche fasi del ciclo circadiano.
I risultati mostrano che gli accumuli di amiloide alterano i ritmi giornalieri di centinaia di geni in microglia e astrociti in modi diversi da quelli causati dal semplice invecchiamento. Le microglia svolgono funzioni di difesa immunitaria e rimozione di sostanze tossiche, mentre gli astrociti supportano la comunicazione neuronale. I geni coinvolti aiutano le microglia a degradare i materiali di scarto del cervello, compresa l’amiloide.
Le alterazioni circadiane non bloccano completamente i geni, ma trasformano un processo ordinato in una sequenza disorganizzata, compromettendo la sincronizzazione ottimale delle funzioni cerebrali, inclusa la rimozione dell’amiloide. Inoltre, la presenza di amiloide crea nuovi ritmi in centinaia di geni che normalmente non seguono un ciclo circadiano, molti dei quali sono legati alla risposta infiammatoria del cervello.
Possibili strategie terapeutiche basate sui ritmi circadiani
Secondo Musiek, i risultati aprono la strada allo sviluppo di terapie mirate ai cicli circadiani di microglia e astrociti, per supportare una funzione cerebrale sana.
“Dobbiamo capire meglio come manipolare l’orologio biologico — rafforzarlo, indebolirlo o spegnerlo in specifiche cellule — per prevenire l’accumulo di amiloide e altri effetti dell’Alzheimer.”
Domande chiave sul legame tra Alzheimer e ritmi circadiani
- Come influisce l’Alzheimer sul sistema circadiano del cervello?
Disruptando l’espressione ritmica di centinaia di geni nelle cellule gliali, compromettendo funzioni essenziali come la risposta immunitaria e la rimozione dei rifiuti. - Quali cellule cerebrali sono più colpite?
Microglia e astrociti, responsabili rispettivamente della difesa immunitaria e del supporto ai neuroni. - Perché ripristinare i ritmi circadiani può aiutare nel trattamento dell’Alzheimer?
Correggere o rinforzare l’orologio biologico potrebbe migliorare la regolazione genica legata alla rimozione dell’amiloide e al controllo dell’infiammazione, rallentando la progressione della malattia.