La malattia di Alzheimer può lasciare segni precoci nell'intestino, lo dicono gli studi

La malattia di Alzheimer può lasciare segni precoci nell'intestino, lo dicono gli studi

Una nuova tecnologia di imaging ha messo in luce i cambiamenti intestinali nascosti nell'Alzheimer, rivelando una potenziale connessione intestino-cervello che potrebbe rivoluzionare la diagnosi precoce e il trattamento.

La malattia di Alzheimer colpisce oltre 30 milioni di persone in tutto il mondo, ma i fattori alla base della sua eziologia rimangono poco chiari. Recenti ricerche si sono rivolte all'intestino ed hanno esaminato il suo potenziale ruolo nella progressione della malattia di Alzheimer. In uno studio recentemente pubblicato sulla rivistaLa scienza avanzaUn team di ricercatori italiani e francesi ha utilizzato tecniche di imaging avanzate per esaminare l'asse intestino-cervello e rivelare cambiamenti significativi nell'intestino in tre diversi modelli murini di Alzheimer, facendo luce sulla complessa natura della malattia.

sfondo

La malattia di Alzheimer è la causa più comune di demenza ed è caratterizzata da declino cognitivo e deterioramento cerebrale. Nonostante ricerche approfondite, le sue cause esatte rimangono poco chiare e i trattamenti attuali offrono solo un sollievo limitato. Studi recenti hanno evidenziato l'asse intestino-cervello, il percorso di comunicazione che collega la salute dell'intestino e la funzione cerebrale, come un potenziale fattore che contribuisce alla malattia di Alzheimer.

Il microbioma intestinale svolge un ruolo fondamentale nel mantenimento della salute generale ed è stato collegato alla funzione cognitiva. Mentre ricerche precedenti suggeriscono che la disbiosi – uno squilibrio nei batteri intestinali – può influenzare la progressione dell'Alzheimer, questo particolare studio si è concentrato sui cambiamenti strutturali e cellulari nell'intestino piuttosto che sulla composizione microbica. Esistono anche prove che le interruzioni del microbiota intestinale possono favorire l’infiammazione e consentire ai batteri nocivi di raggiungere il cervello.

Inoltre, sono stati osservati cambiamenti nella morfologia intestinale nei pazienti con malattia di Alzheimer e nei modelli animali, suggerendo un possibile legame tra salute intestinale e neurodegenerazione.

A proposito dello studio

Il primo imaging su scala nanometrica dei telociti nei modelli di malattia di Alzheimer: lo studio ha utilizzato nano-XPCT per visualizzare i telociti, cellule specializzate coinvolte nella riparazione dei tessuti, nella ricerca sulla malattia di Alzheimer, indicando il loro potenziale ruolo nella disfunzione.

Con la speranza che la comprensione di queste interazioni tra il microbioma intestinale e il cervello possa aprire nuove strade per la diagnosi precoce e trattamenti innovativi per la malattia di Alzheimer, il presente studio ha studiato le alterazioni intestinali nei modelli di malattia di Alzheimer utilizzando tecniche di imaging avanzate, in particolare la tomografia a contrasto di fase a raggi X (XPCT) micro e nano-tridimensionale (3D), un metodo di imaging rivoluzionario in grado di visualizzare la struttura non invasiva e ad alta risoluzione.

Il gruppo di ricerca ha esaminato l'intestino di tre diversi modelli murini di Alzheimer: topi APP/PS1 e APP23, che portano mutazioni genetiche umane associate al modello familiare di Alzheimer, e il modello SAMP8, che imita la neurodegenerazione sporadica legata all'età. Questi sono stati confrontati con controlli sani. L'ileo, una sezione dell'intestino tenue, è stato scelto per il suo coinvolgimento precedentemente osservato nella patologia del morbo di Alzheimer.

Il metodo XPCT ha consentito l’imaging tridimensionale non invasivo, ad alta risoluzione che rivela dettagli complessi delle strutture intestinali senza richiedere la colorazione o il sezionamento dei tessuti. Sono state utilizzate diverse risoluzioni per acquisire strutture anatomiche dettagliate dalla cellula all'intero livello dell'organo. Inoltre, il processo di imaging ha coinvolto migliaia di proiezioni, che sono state poi ricostruite in volumi 3D per l'analisi. Questo approccio ha consentito la visualizzazione di caratteristiche intestinali quali villi, cripte e vari tipi di cellule, comprese le cellule di Paneth e di Calice.

Inoltre, questo studio è stato tra i primi a utilizzare l'XPTP per identificare i cambiamenti nei telociti, un tipo di cellula interstiziale coinvolta nella riparazione dei tessuti, suggerendo interruzioni dell'omeostasi intestinale nella malattia di Alzheimer. L'XPT ha permesso anche l'identificazione di componenti del sistema nervoso enterico come i plessi mioenterico e sottomucoso. Inoltre, lo studio ha fornito nuove informazioni sulle risposte immunitarie nella malattia di Alzheimer esaminando le macchie di Peyer e i follicoli linfoidi isolati, tessuti linfoidi essenziali coinvolti nella sorveglianza immunitaria.

Analisi Nano-XPCT di Paneth e cellule caliciformi. (UN) Rappresentazione 3D rappresentativa della vista longitudinale di una cripta di topi SAMR1. Lo strato epiteliale della cripta è stato reso verde. Le celle di Paneth sono colorate di giallo e le celle del calice sono colorate di blu. Barra della scala, 5 μm. (B) E (C) Mostra rendering 3D e primi piani nano-XPCT delle celle Goblet e Paneth. Lo stesso codice colore di (a) è stato utilizzato per i rendering 3D mostrati in (b) e (c). Nel dettaglio, il nucleo della cellula caliciforme è colorato in blu scuro e la parte apicale, espansa con granuli mucinosecernenti che si estendono nel lume intestinale, è resa in azzurro. La cellula di Paneth mostra la tipica forma piramidale con un nucleo situato basalmente (blu) e granuli apicali prominenti (gialli) che occupano gran parte della sua regione citoplasmatica. Le immagini ravvicinate del Nano-XPCT in (b) mostrano cellule caliciformi (indicate dalle frecce) che secernono muco (asterischi) nel lume intestinale. Barra della scala, 2,5 μm. In (c) vista trasversale di una cripta in cui le celle di Paneth sono disposte a raggiera (evidenziate dai riquadri con linea tratteggiata). È visibile il rilascio dei granuli antimicrobici (punti neri, stella) nel lume. Barra della scala, 5 μm. (DEE) Quantificazione delle cellule caliciformi e di Paneth nelle cripte. I risultati sono ottenuti su 30 cripte per topo (n = 1) e sono presentati come media ± DS. ANOVA P < 0,0001 unidirezionale; Post hoc secondo il test post hoc di Tukey: *P < 0,02, ** p < 0,01, *** p < 0,001 e **** p < 0,0001.

Risultati e implicazioni

Differenze tra modelli di Alzheimer familiare e sporadico - Lo studio ha scoperto che i modelli APP/PS1 e APP23 (AD familiare) presentavano cambiamenti intestinali più gravi rispetto al modello Samp8 (AD sporadico), suggerendo influenze genetiche sulla struttura intestinale nella malattia di Alzheimer.

Lo studio ha scoperto che la malattia di Alzheimer è associata a cambiamenti strutturali significativi nell'intestino. L'imaging avanzato ha mostrato cambiamenti nei villi e nelle cripte intestinali, che sono strutture cruciali per l'assorbimento dei nutrienti e la risposta immunitaria.

Nei modelli murini della malattia di Alzheimer, i villi sembravano essere più profondi rispetto ai controlli sani, indicando un'architettura intestinale interrotta. Inoltre, la barriera epiteliale intestinale era significativamente più sottile, il che, secondo i ricercatori, potrebbe potenzialmente compromettere le funzioni protettive intestinali e aumentare la permeabilità.

Inoltre, l'abbondanza di cellule di Paneth e di cellule caliciformi, che svolgono un ruolo nella difesa immunitaria e nella secrezione di muco, era particolarmente alterata nei modelli di Alzheimer. È stato dimostrato anche un aumento di queste cellule insieme ad un aumento del rilascio di muco, indicando una risposta alle condizioni infiammatorie nell’intestino. Questi risultati sono coerenti con le osservazioni precedenti secondo cui la disfunzione intestinale nella malattia di Alzheimer può comportare una componente infiammatoria.

Lo studio ha anche identificato cambiamenti nel sistema nervoso enterico, con cambiamenti nella struttura dei neuroni che possono influenzare la motilità intestinale e la segnalazione al cervello. Inoltre, la morfologia e il numero dei telociti risultavano alterati, indicando alterazioni nei meccanismi di riparazione intestinale.

Inoltre, lo studio ha riscontrato cambiamenti significativi nelle macchie di Peyer e nei follicoli linfoidi isolati, che sono cruciali per la sorveglianza immunitaria intestinale, indicando che la malattia di Alzheimer può produrre un aumento della risposta immunitaria all'interno dell'intestino.

Conclusioni

Nel complesso, la ricerca ha dimostrato che la malattia di Alzheimer colpisce non solo il cervello, ma anche l'integrità strutturale e la funzione immunitaria dell'intestino. Questo studio ha evidenziato il potenziale legame tra i cambiamenti intestinali e il morbo di Alzheimer e l'importanza della salute dell'intestino nelle malattie neurodegenerative.

Rivelando i cambiamenti strutturali e le risposte immunitarie nell'intestino, i ricercatori hanno suggerito che questi cambiamenti potrebbero servire come biomarcatori precoci della malattia di Alzheimer. La comprensione di queste interazioni intestino-cervello potrebbe portare a trattamenti innovativi volti a mitigare la progressione dell'Alzheimer e a sottolineare ulteriormente l'importanza degli approcci olistici nella gestione delle malattie neurologiche complesse.

Fonti: