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Schizofrenia: se c’è del “marcio” è nei pensieri, ma la radice è nel metabolismo

I ricercatori del RIKEN Center for Brain Science in Giappone hanno trovato alcuni marcatori chimici associati alla schizofrenia. Hanno lavorato con topi di laboratorio con modelli di schizofrenia e con campioni cerebrali post-mortem di persone con schizofrenia. Lo studio è stato pubblicato nell’ultimo numero della rivista EMBO Molecular Medicine. Il team ha eseguito esperimenti su modelli di schizofrenia di topi e ha scoperto che c’erano prove di alti livelli di idrogeno solforato nel cervello. Questo, hanno ipotizzato potrebbe essere dovuto a una mutazione che potrebbe essere permanente e potrebbe portare a una produzione eccessiva di solfuri all’interno del cervello. I ricercatori hanno ipotizzato che questa scoperta potrebbe aiutare gli scienziati a sviluppare terapie che potrebbero funzionare per far cadere queste sostanze chimiche nel cervello e aiutare i pazienti con questa condizione. Hanno spiegato che le persone con schizofrenia tendono ad avere un livello più elevato di un enzima che produce idrogeno solforato nel cervello; pertanto, il rilevamento dei solfuri o dei livelli di enzimi potrebbe anche fungere da test diagnostico per la schizofrenia. Al momento, a parte una diagnosi clinicamente valida, ci sono pochi test definitivi per confermare la schizofrenia e quasi nessun biomarker per la malattia.

Negli ultimi tre decenni si è saputo che le persone con questa condizione hanno una risposta anormale e sorprendente ai rumori forti. Una persona normale non sorprende tanto quanto una persona con schizofrenia, con una piccola raffica di rumore preceduta da una raffica di rumore. Il primo suono più piccolo si chiama prepulse. Nelle persone normali il prepulse provoca l’inibizione della risposta di sobbalzo vista con il suono forte, e viene quindi chiamato PPI o inibizione del prepulse. Le persone con schizofrenia hanno un PPI abbassato. Ciò significa che anche dopo il prepulse, sussultano lo stesso senza il prepulse. È noto come marker comportamentale che potrebbe aiutare a diagnosticare la schizofrenia. Gli autori hanno aggiunto che la base di questa risposta tra gli schizofrenici è tuttavia sconosciuta. Per questo nuovo studio il team dell’Istituto RIKEN CBS ha incluso topi di laboratorio che sono stati geneticamente modificati, per indagare il PPI estremamente alto o basso. Quelli con basso PPI avrebbero dovuto imitare le persone con schizofrenia. Quindi hanno esaminato le differenze nelle espressioni delle proteine ​​nel loro cervello che codificavano certi enzimi. I risultati hanno rivelato che l’enzima MPST è stato trovato a livelli più alti nei topi con PPI basso rispetto ai topi con PPI elevato.

L’enzima produce anche più idrogeno solforato (H2S). Questo gas è lo stesso che dà il cattivo odore alle emanazioni sulfuree a paludi, fogne, zone vulcaniche e le uova “marce”. Ma nel corpo ha funzioni biologiche confermate. Come passo successivo hanno analizzato i livelli di idrogeno solforato nel cervello dei topi con PPI basso e alto. I risultati hanno rivelato che i topi con bassa inibizione del prepulse che imitavano la schizofrenia avevano livelli più alti di idrogeno solforato nel cervello. Per confermare la loro ipotesi, il team ha quindi preparato ceppi di topi che erano geneticamente modificati in modo da avere un PPI basso e non avevano il gene di codifica MPST. Ciò significava che non avevano l’enzima MPST. Il team ha scoperto che questi topi a basso PPI senza enzima MPST avevano un PPI più elevato rispetto ai topi a basso PPI che possedevano l’enzima. Ciò significava che l’enzima ha svolto un ruolo importante nella PPI e, di conseguenza, nella schizofrenia. Quando i livelli dell’enzima sono diminuiti, i topi sono diventati più normali o non schizofrenici. Per confermare le loro scoperte sull’uomo, il team ha successivamente esaminato l’espressione genetica del gene MPST nel cervello post-mortem delle persone con schizofrenia e le ha confrontate con il cervello di persone apparentemente sane.

Hanno così notato che l’espressione del gene MPST era più alta tra quelli con schizofrenia rispetto a quelli senza. Inoltre, anche quelli con patologie più gravi avevano una maggiore espressione del gene. Come passo successivo, il team ha raccolto campioni di follicoli piliferi da oltre 150 persone che vivevano con la schizofrenia. Anche qui hanno notato che quelli con schizofrenia avevano livelli più alti di espressione dell’mRNA MPST rispetto alle persone che non avevano la schizofrenia. Gli autori dello studio hanno avvertito che non tutti i casi hanno mostrato un aumento dei livelli di solfuri nel cervello, ma i livelli di MPST al momento potrebbero essere un biomarker abbastanza giusto per la schizofrenia prima che i sintomi della malattia diventino evidenti. I ricercatori hanno quindi esaminato i fattori ambientali che potrebbero contribuire ad aumentare i livelli di MPST e solfuri nel cervello delle persone con schizofrenia. Hanno concluso che l’idrogeno solforato prodotto dal cervello normalmente protegge dallo stress infiammatorio e l’infiammazione precoce potrebbe contribuire alla schizofrenia più avanti nella vita. Markers antiossidanti, che compensano lo stress ossidativo e la neuro-infiammazione durante lo sviluppo del cervello sono stati correlati con i livelli di MPST nel cervello delle persone con schizofrenia.

L’autore senior Dr. Yoshikawa ha spiegato: “Abbiamo scoperto che una volta che c’era un’infiammazione neurologica, la produzione di idrogeno solforato nel cervello è innescata per difesa; ci sono cambiamenti genetici che portano allo “stress sulfureo” e questo porta allo sviluppo di caratteristiche della schizofrenia. Attualmente i farmaci per il trattamento della schizofrenia trattano solo la dopamina e la serotonina e nessuna nuova ricerca sui farmaci ha mostrato risultati promettenti. È necessario un nuovo paradigma per lo sviluppo di nuovi farmaci. Attualmente, circa il 30% dei pazienti con schizofrenia è resistente alla terapia con antagonisti del recettore D2 della dopamina. I nostri risultati forniscono un nuovo principio per la progettazione di farmaci. Stiamo attualmente testando se l’inibizione della sintesi dell’idrogeno solforato può alleviare i sintomi nei modelli di schizofrenia in laboratorio”.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Ide M et al., Yoshikawa T. EMBO Mol Med. 2019 Oct 28:e10695. 

Sommer O, Aug RL et al. Front Psychiatry 2018 Oct 16; 9:501.

Xiong JW et al. Psychopharmacology (Berl). 2018; 235(8):2267.

Ünal K, Erzin G et al. Nord J Psychiatry 2018 May; 72(4):281-84.

Dott. Gianfrancesco Cormaci
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di due brevetti sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of patents concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica e salute sui siti web salutesicilia.com, medicomunicare.it e in lingua inglese sul sito www.medicomunicare.com
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