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Malattie neurodegenerative come l’Alzheimer, il Parkinson e la sclerosi laterale amiotrofica (SLA) colpiscono il cervello e possono causare una serie di problemi, dalla demenza alla paralisi.
«Il progetto RobustSynapses ha affrontato una delle maggiori esigenze mediche tuttora insoddisfatte: la mancanza di cure per tutte queste patologie neurodegenerative gravi», spiega il ricercatore principale di RobustSynapses, Patrik Verstreken, direttore scientifico e capogruppo presso il VIB Center for Brain & Disease Research dell’Università KU Leuven, in Belgio. «Per affrontare questa sfida, volevamo concentrarci su ciò che accade nelle prime fasi di queste malattie.»
Trattamenti più efficaci
Nello specifico, il progetto RobustSynapses, finanziato dall’UE, si è concentrato sulle sinapsi. Queste piccole connessioni tra le terminazioni delle cellule nervose nel cervello permettono ai segnali di essere trasferiti da un neurone all’altro. Le sinapsi sono dunque fondamentali per il funzionamento del cervello e spesso sono il primo sito a essere colpito durante la progressione delle malattie neurodegenerative.
Con questo progetto sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca, Verstreken desiderava comprendere meglio l’esatto funzionamento delle sinapsi e che cosa potrebbe determinarne il malfunzionamento. Il ricercatore ipotizzava che un giorno tali informazioni avrebbero permesso ai medici di identificare in anticipo la progressione della malattia e di intervenire in maniera più efficace. Ciò a sua volta potrebbe migliorare l’efficacia dei trattamenti e alleviare i problemi dei pazienti nelle fasi successive.
Inizialmente, il team del progetto ha studiato ciò che accade alle sinapsi dei moscerini della frutta, applicando metodi innovativi di editing genomico. «Abbiamo così scoperto che nelle sinapsi esistono meccanismi specifici necessari a rimuovere i rifiuti disfunzionali», aggiunge Verstreken. «Se questo non avviene, le sinapsi non funzionano, dando origine ad alcuni problemi.»
Successivamente il team ha applicato queste scoperte ai neuroni umani in vitro, generati dalle cellule cutanee dei pazienti. Questa combinazione di approcci ha permesso ai ricercatori del progetto di studiare in un primo momento i processi sinaptici in organismi vivi e successivamente di cercare conferma alle proprie scoperte analizzando cellule nervose umane.
Una scoperta fondamentale, confermata da entrambi gli approcci, è stata che i problemi alle sinapsi erano causati da un processo chiamato «autofagia sinapto-specifica». Secondo Verstreken tale scoperta potrebbe dare origine a nuove opportunità per i bersagli terapeutici nel trattamento delle malattie neurologiche. «Una delle innovazioni più entusiasmanti è stata lo sviluppo di strumenti che interferiscono con i difetti provocati da questo processo nei contatti sinaptici, tra i quali il declino cognitivo», afferma. «Ora stiamo proseguendo su questa strada, nella speranza di sviluppare interventi terapeutici reali.»
Opportunità di ricerca entusiasmanti
Il lavoro prosegue alacremente nel laboratorio di Verstreken. «In una prima fase, impieghiamo approcci a singola cellula per definire quali cellule cerebrali siano le più colpite dai processi sinaptici che abbiamo svelato», spiega. «Abbiamo scoperto perché i pazienti affetti da Parkinson presentano problemi del sonno: questa è stata una delle scoperte più entusiasmanti.»
In futuro, Verstreken intende espandere questo particolare filone di ricerca, cercando ulteriori cellule colpite nel cervello dei pazienti. Esse possono essere modellate in sistemi appositi in laboratorio, sia in animali vivi, come avvenuto nel corso del progetto, che in neuroni umani derivati da cellule cutanee.
«Inoltre, come ho menzionato in precedenza, abbiamo scoperto un modo per interferire con gli effetti della cosiddetta “autofagia sinaptica”», continua Verstreken. «Per farlo è necessario manipolare alcune proteine centrali nel processo che, come è stato scoperto, generano rischi di sviluppare il Parkinson se sottoposte a mutazione nei pazienti. Stiamo ora sviluppando strumenti efficaci per raggiungere questo scopo insieme ai nostri partner industriali.»
Le entusiasmanti opportunità di ricerca generate dal progetto RobustSynapses hanno aperto la strada a nuovi approcci per affrontare le malattie neurodegenerative. Poiché al momento non esistono cure, identificare nuove potenziali vie per terapie innovative potrebbe avere un effetto estremamente positivo sull’umanità. «Dato l’altissimo numero di persone che soffre di malattie neurodegenerative, l’impatto potrebbe essere notevole», conclude Verstreken.