Sulle cause dell’emorragia cerebrale: indagine al centro del nucleo per capire cosa si mostra in superficie

Il cervello è il nostro organo più assetato di energia e metabolicamente attivo. È responsabile dei nostri pensieri, idee, movimento e capacità di apprendimento. Il nostro cervello è alimentato da 600 km di vasi sanguigni che gli forniscono nutrienti e rimuovono i prodotti di scarto. Tuttavia, anche il cervello è molto fragile. Pertanto, i vasi sanguigni nel cervello si sono evoluti per formare una stretta barriera protettiva, la barriera emato-encefalica (BEE), che limita il movimento delle molecole dentro e fuori dal cervello. È essenziale che il cervello possa regolare il suo ambiente. Da un lato, ai patogeni o alle tossine viene effettivamente impedito di entrare nel cervello, ma dall’altro lato, i messaggeri o i nutrienti necessari possono passare attraverso di essi senza ostacoli. Data la loro stretta relazione, è importante che il cervello e i suoi vasi comunichino ampiamente. Recenti hanno dimostrato che i vasi sanguigni possono rilevare lo stato metabolico delle cellule neurali vicine. I ricercatori hanno scoperto che il regolatore epigenetico MOF è necessario per dotare i neuroni dei giusti enzimi metabolici necessari per l’elaborazione degli acidi grassi.

Il cervello di solito utilizzava zucchero per il suo metabolismo di base, ma sono necessari anche acidi grassi per costruire la mielina e alcuni componenti delle membrane cellulari. Gli acidi grassi si trovano negli alimenti e vengono utilizzati per generare energia e assemblare lipidi complessi richiesti nelle membrane cellulari. Quando l’attività del MOF è difettosa, come si verifica nei disturbi dello sviluppo neurale, i neuroni non possono elaborare gli acidi grassi. Questo porta al loro accumulo negli spazi interstiziali tra le cellule cerebrali. Nei loro studi, il team di Asifa Akhtar ha scoperto che questo squilibrio negli acidi grassi viene rilevato dai vasi sanguigni neurali, stimolandoli a montare una risposta allo stress allentando la barriera emato-encefalica. Se lo squilibrio metabolico rimane, la barriera emato-encefalica che perde può indurre uno stato di malattia. I ricercatori hanno scoperto che riducendo tre membri MOF, Kansl2 o Kansl3 del complesso della cromatina, porta inaspettatamente a gravi difetti vascolari ed emorragie cerebrali.

Nella loro ricerca immediatamente precedente, gli scienziati hanno scoperto che la perdita della lisina acetiltransferasi MOF o dei suoi membri associati KANSL2 o KANSL3 porta ad un accumulo di difetti nucleari con modelli di instabilità genomica inclusa la cromotripsi. Questa è una sorta di digestione del nucleo cellulare. Questo perché l’istone nucleare H3 diventa iper-metilato e questo fermerebbe la trascrizione dei geni. In questo nuovo studio, i ricercatori hanno scoperto un’altra anomalia metabolica, l’accumulo di acidi grassi a catena lunga (LCFA). Gli LCFA liberi inducono una cascata di segnalazione infiammatoria nelle cellule vascolari vicine chiamate periciti, che costituiscono la BEE. I periciti mostrano cambiamenti funzionali in risposta all’attivazione indotta da LCFA che provocano la rottura vascolare. Il danno è mediato da un recettore simile al sistema immunitario chiamato recettore TLR4. Poiché TLR4 attiva il fattore nucleare NFκB per innescare la risposta infiammatoria, lo stesso danno viene prevenuto bloccando il TLR4.

Lo studio pone le basi per una migliore comprensione di come le cellule neurali e i vasi sanguigni si parlino nel cervello e illustra come i cambiamenti nell’ambiente metabolico di un tipo di cellula in un organo complesso possono influire direttamente sulla funzionalità delle cellule circostanti e quindi influenzare funzione d’organo complessiva. Bilal Sheikh, autore principale dello studio, Max Planck Institute of Immunobiology and Epigenetics, ha spiegato: “Qualcosa deve dire alle cellule neurali che ci sono nutrienti in giro e dovrebbero attivare i programmi necessari per elaborarli. MOF va al DNA e attiva i programmi genetici che consentono alle cellule di elaborare gli acidi grassi nel cervello. Il nostro lavoro mostra che il corretto metabolismo nel cervello è fondamentale per la sua salute. Un ambiente metabolico neurale difettoso può indurre infiammazione vascolare, disfunzione delle cellule che formano la barriera emato-encefalica e aumento della permeabilità. Ciò che può seguire è la rottura dei vasi sanguigni neurali”.

Ciò è particolarmente importante, poiché la rottura dei vasi sanguigni neurali è una caratteristica dell’insorgenza di malattie legate all’età, come il morbo di Alzheimer e la demenza vascolare. Un’altra condizione con una maggiore permeabilità della membrana cerebrale è l’emicrania, una malattia che colpisce milioni di persone in tutto il mondo. Non vi è alcuna associazione apparente di emicrania ed emorragia dei vasi sanguigni. Tuttavia, un paio di analisi hanno riferito che l’emicrania potrebbe essere significativamente correlata al rischio di ictus cerebrale. L’acetilazione delle lisine delle proteine è stata rilevata anche nei tessuti provenienti da aneurismi aortici, come riportato nel 2016 da un gruppo di ricerca tedesco. È evidente che questa modifica cellulare sottostà al danno biologico visibile dei vasi sanguigni. Una migliore caratterizzazione dei cambiamenti molecolari che inducono la disfunzione vascolare aiuterà sicuramente a progettare trattamenti migliori per queste patologie debilitanti.

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

Pubblicazioni scientifiche

Sheikh BN et al., Akhtar A. Nat Cell Biol. 2020 Jun 15. 

Karoutas A et al. Nat Cell Biol. 2019 Oct; 21(10):1248-1260.

Uemura MT et al. Front Aging Neurosci 2020 Apr 14; 12:80. 

Sheikh BN, Akhtar A. Nat Rev Genet. 2019 Jan; 20(1):7-23.

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Informazioni su Dott. Gianfrancesco Cormaci 2450 Articoli
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty 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. - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent 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, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it
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