La sclerosi multipla (SM) affligge circa 2,3 milioni di individui globalmente. Circa l’80% delle persone colpite da SM manifesta un’infiammazione a carico del cervelletto, l’area cerebrale responsabile del controllo del movimento e dell’equilibrio. Tale infiammazione può generare tremori, scarsa coordinazione e difficoltà nel controllo motorio. Questi sintomi tendono a persistere e possono aggravarsi nel tempo, man mano che il cervelletto subisce una progressiva perdita di tessuto cerebrale sano.
Sclerosi multipla: nuove scoperte sulla degenerazione cerebellare
Uno studio condotto dall’Università della California di Riverside getta nuova luce sui meccanismi sottostanti la degenerazione cerebellare nella SM. La ricerca suggerisce che una disfunzione mitocondriale potrebbe rivestire un ruolo cruciale nella progressiva perdita delle cellule neuronali, note come cellule di Purkinje, e nel conseguente peggioramento dei deficit motori.
La sclerosi multipla è caratterizzata da infiammazione cronica e demielinizzazione del sistema nervoso centrale. La demielinizzazione è il processo attraverso il quale la guaina mielinica, lo strato protettivo e isolante che avvolge le fibre nervose nel cervello e nel midollo spinale, subisce un danno o una perdita. Questa alterazione interferisce con la normale trasmissione dei segnali elettrici lungo i nervi, provocando una varietà di problemi neurologici. I mitocondri, strutture vitali all’interno delle cellule, sono responsabili della produzione della maggior parte dell’energia cellulare, meritandosi l’appellativo di “centrali energetiche” della cellula.
“Il nostro studio, condotto dalla mia studentessa Kelley Atkinson, ipotizza che l’infiammazione e la demielinizzazione nel cervelletto compromettano la funzione mitocondriale, contribuendo al danno nervoso e alla perdita di cellule di Purkinje”, ha dichiarato Seema Tiwari-Woodruff, professoressa di scienze biomediche presso la UC Riverside School of Medicine e responsabile del team di ricerca. “Abbiamo osservato una perdita significativa della proteina mitocondriale COXIV nelle cellule di Purkinje demielinizzate, suggerendo che il deterioramento mitocondriale contribuisca direttamente alla morte cellulare e al danno cerebellare”.
Il sanno alle cellule di Purkinje e l’atassia
Quando camminiamo o ci muoviamo, il nostro corpo e cervello lavorano in perfetta sincronia, coinvolgendo muscoli, colonna vertebrale, occhi, orecchie e, in particolare, il cervello stesso. Il cervelletto è un’area cerebrale cruciale per il movimento e l’equilibrio. Al suo interno, come spiega Seema Tiwari-Woodruff, professoressa di scienze biomediche alla UC Riverside, si trovano i neuroni di Purkinje. Queste cellule, grandi e molto attive, sono essenziali per coordinare movimenti fluidi e precisi come ballare, lanciare una palla o semplicemente camminare, e sono fondamentali per l’equilibrio e le abilità motorie fini.
In malattie come la sclerosi multipla (SM), il cervelletto può subire danni, e le cellule di Purkinje spesso iniziano a morire. Questo deterioramento porta a problemi di coordinazione e movimento, una condizione nota come atassia.
La ricerca della dottoressa Tiwari-Woodruff ha esaminato il tessuto cerebrale di pazienti affetti da SM, rivelando gravi problemi in questi neuroni. I neuroni di Purkinje mostravano meno ramificazioni, perdevano la mielina – la guaina protettiva che avvolge le fibre nervose – e presentavano problemi mitocondriali, indicando una diminuzione del loro apporto energetico. Poiché le cellule di Purkinje sono così centrali per il movimento, la loro perdita può causare gravi problemi di mobilità. Comprendere il motivo di questo danno nella SM potrebbe aiutare a trovare trattamenti migliori per proteggere il movimento e l’equilibrio nei pazienti.
Il team ha anche utilizzato un modello murino consolidato, l’encefalomielite autoimmune sperimentale (EAE), che sviluppa sintomi simili alla sclerosi multipla, per studiare le alterazioni mitocondriali durante la progressione della malattia. I ricercatori hanno osservato che i topi EAE perdevano le cellule di Purkinje nel tempo, rispecchiando quanto accade nelle persone con SM.
“I neuroni rimanenti non funzionano altrettanto bene perché i loro mitocondri, le strutture che producono energia, iniziano a deteriorarsi”, ha spiegato Tiwari-Woodruff. Il team ha inoltre notato che la mielina si degrada nelle fasi iniziali della malattia. Questi problemi – carenza di energia, perdita di mielina e neuroni danneggiati – insorgono precocemente, ma la vera e propria morte delle cellule cerebrali tende a manifestarsi più tardi, man mano che la malattia si aggrava. La perdita di energia nelle cellule cerebrali sembra essere una delle cause principali del danno nella SM.
Sebbene il modello murino non riesca a catturare tutti gli aspetti della sclerosi multipla, le sue somiglianze con la patologia umana lo rendono uno strumento prezioso per studiare la neurodegenerazione e testare potenziali terapie.
“I nostri risultati offrono spunti cruciali sulla progressione della disfunzione cerebellare nella SM”, ha affermato Tiwari-Woodruff. “Coltivare la salute mitocondriale può rappresentare una strategia promettente per rallentare o prevenire il declino neurologico e migliorare la qualità della vita delle persone con SM. Questa ricerca ci avvicina di un passo alla comprensione dei complessi meccanismi della SM e allo sviluppo di trattamenti più efficaci e mirati per questa malattia debilitante”.
I prossimi passi nella ricerca sui mitocondri
Il team di ricerca si concentrerà ora sull’analisi del deterioramento mitocondriale non solo nelle cellule di Purkinje, ma anche in altre tipologie di cellule cerebrali. Tra queste, verranno esaminate gli oligodendrociti, fondamentali per la formazione della mielina (materia bianca), e gli astrociti, che svolgono un ruolo di supporto generale per le funzioni cerebrali.
“Per rispondere a questa domanda, uno dei nostri progetti di ricerca in corso si focalizza sullo studio dei mitocondri in specifici tipi di cellule cerebrali nel cervelletto,” ha affermato Tiwari-Woodruff. Questa ricerca potrebbe aprire nuove strade per la protezione precoce del cervello. Si pensa a strategie volte ad aumentare l’energia nelle cellule cerebrali, a favorire la riparazione del rivestimento protettivo di mielina o a modulare il sistema immunitario prima che si verifichino danni estesi. Questo approccio è cruciale, specialmente per i pazienti con Sclerosi Multipla che manifestano problemi di equilibrio e coordinazione, sintomi direttamente collegati al danno cerebellare.
Lo studio ha visto la partecipazione di Shane Desfor, Micah Feria, Maria T. Sekyia, Marvelous Osunde, Sandhya Sriram, Saima Nooria, Wendy Rincóna e Britany Belloa, unendosi a Tiwari-Woodruff e Atkinson. Il team ha analizzato il tessuto cerebellare post-mortem di pazienti affetti da sclerosi multipla secondariamente progressiva, confrontandoli con campioni di individui sani. Questi campioni sono stati ottenuti dalla NeuroBioBank del National Institutes of Health e dalla Cleveland Clinic, garantendo una base solida per le loro scoperte.
Lo studio è stato pubblicato sul Proceedings of the National Academy of Sciences.
