Un link tra Alzheimer e Diabete

 

 

GIOVANNI ROSSI

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XVI – 26 ottobre 2019.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

Gli studi epidemiologici registrano sia per il prediabete che per la malattia di Alzheimer un aumento della prevalenza al crescere dell’età. Secondo questa impostazione metodologica, lo stato clinico-metabolico che precede l’espressione patologica e sintomatica del diabete mellito costituisce un fattore di rischio, ossia di accresciuta probabilità, di sviluppare la demenza neurodegenerativa più frequente e più grave che si diagnostica nel mondo occidentale. Nonostante numerosi studi finalizzati a stabilire i termini del rapporto causale o concausale fra l’alterazione generalmente caratterizzata da tassi elevati di insulina e lo sviluppo delle placche amiloidi e della degenerazione neurofibrillare, caratterizzanti la patologia descritta da Alois Alzheimer, la precisa definizione dei meccanismi molecolari responsabili di questo rapporto non è stata ancora possibile.

Hei-Man Chow e colleghi hanno indagato tali meccanismi, giungendo a risultati di notevole interesse.

(Chow H.-M., et al. Age-related hyperinsulinemia leads to insulin resistance in neurons and cell-cycle-induced senescence. Nature Neuroscience - Epub ahead of print https://doi.org/10.1038/s41593-019-0505-1, 2019).

La provenienza degli autori è la seguente: School of Life Sciences, The Chinese University of Hong Kong, Sha Tin (Hong Kong); Division of Life Sciences, Hong Kong University of Science and Technology, Kowloon (Hong Kong); The State Key Laboratory of Molecular Neurosceince, Hong Kong University of Science and Technology, Kowloon (Hong Kong); Fujian Provincial Key Laboratory of Neuroscience Disease and Aging Research, Institute of Neuroscience, College of Medicine, Xiamen University, Xiamen, People’s Republic of China (Cina); Department of Neurobiology, School of Medicine, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA (USA).

Numerosi aspetti della patologia cerebrovascolare del diabete sono stati accostati ai processi patologici delle demenze neurodegenerative e i rapporti sono stati indagati secondo varie ipotesi di lavoro. Recentemente, l’attenzione dei ricercatori è stata attratta dalle alterazioni di peptidi e polipeptidi in entrambe le malattie. Arya e colleghi, prendendo le mosse da evidenze a sostegno di uno stretto legame tra Diabete di tipo 2 e malattia di Alzheimer, hanno indagato le ragioni molecolari di una tale relazione. Lo studio ha rivelato l’interazione diretta di un frammento di Tau citotossico e amiloidogenico associato alla demenza neurodegenerativa (R3: 306-336) con l’IAPP (islet amyloid polypeptide) implicato nel diabete di tipo 2. I ricercatori hanno scoperto la formazione di etero-oligomeri di R3 e IAPP, e hanno accertato che la conformazione amiloidogenica estesa di IAPP è maggiormente favorita con le molecole miste R3-IAPP, rispetto a quanto accada con IAPP da sola. I ricercatori hanno poi rilevato che l’oligomerizzazione di R3 si verifica molto più rapidamente in presenza di IAPP. Infine, oltre ad aver fornito la prima evidenza sperimentale di un’interazione diretta fra Tau e IAPP, Arya e colleghi hanno discusso le ripercussioni di un possibile cross-talk simil-prionico nella proliferazione di malattie caratterizzate dall’interessamento di più tessuti e distretti dell’organismo[1].

L’iperinsulinemia del siero nei pazienti affetti dallo stato endocrino-metabolico clinicamente definito prediabete è riflessa nel fluido cerebro-spinale (CSF), come hanno rilevato Hei-Man Chow e colleghi, le cui osservazioni sperimentali dimostrano che questo eccesso dell’ormone polipeptico rende i neuroni insulino-resistenti. Tale alterazione del profilo biochimico delle cellule nervose cerebrali ha per conseguenza lo sviluppo di anomalie elettrofisiologiche e di altre deviazioni dagli standard di attività neuronica.

L’analisi della resistenza neuronica all’insulina ha consentito di rilevare che la mancata risposta all’ormone peptidico è causa di riduzione dell’esochinasi 2, con conseguente danno per la via metabolica della glicolisi, di cruciale importanza per la fisiologia delle cellule nervose. Tali alterazioni determinano un’accresciuta ubiquitinazione e degradazione di p35, favorendo la sua scissione che produce p25, molecola che iper-attiva CDK5 e interferisce con la degradazione della β-catenina indotta da GSK3β. CDK5 contribuisce alla morte cellulare dei neuroni, mentre la β-catenina entra nel nucleo neuronico e riattiva l’apparato del ciclo cellulare. Incapace di dividersi in maniera corretta e compiuta, il neurone entra in uno stato simil-senescente.

Si comprende il valore di questi risultati, che presentano una diretta connessione tra insulinemia periferica, quale quella che si accompagna alla condizione clinico-metabolica di pre-diabete, neurodegenerazione connessa all’età e declino cognitivo. Per il dettaglio della discussione sulle implicazioni circa condizioni neurodegenerative quali quelle che si verificano nella malattia di Alzheimer, si rinvia alla lettura del testo originale dello studio.

 

L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

 

Giovanni Rossi

BM&L-26 ottobre 2019

www.brainmindlife.org

 

 

 

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[1] Arya S., et al. Catalytic Prion-like Cross-talk between a key Alzheimer’s disease Tau-fragment R3 and the Type 2 Diabetes peptide IAPP. ACS Chemical NeuroscienceEpub ahead of print doi: 10-1021/acschemneuro.9b00516, 23 October 2019.