Dalla più grande mappa del cervello indizi sull'invecchiamento

Nuovi indizi sui meccanismi alla base dell'invecchiamento e di molte malattie, come Alzheimer, Parkinson e schizofrenia, arrivano ora grazie alla più grande mappa genetica del cervello: include le modalità con cui vengono espressi i geni in 6,3 milioni di cellule, provenienti da quasi 1.500 donatori sia sani che malati. È il risultato ottenuto da nove studi correlati che sono stati pubblicati su diverse riviste del gruppo Nature, guidati dalla Icahn School of Medicine at Mount Sinai di New York nell'ambito del consorzio americano PsychAd. La mappa, alla quale Nature ha dedicato la copertina, costituisce una risorsa fondamentale per comprendere i cambiamenti che avvengono nel cervello sia durante il normale avanzare dell'età sia con lo sviluppo di alcune patologie, e aiuterà ad accelerare la messa a punto di nuove terapie.

"Nessuno ha esaminato in modo sistematico, su questa scala, come i meccanismi molecolari si sovrappongano tra diversi disturbi cerebrali", afferma Panos Roussos, coordinatore delle ricerche e del consorzio PsychAd. "Descrivendo l'architettura genetica e cellulare di numerose patologie cerebrali, abbiamo iniziato a tracciare un percorso verso nuovi bersagli terapeutici - aggiunge Roussos - e la prossima generazione di terapie per queste malattie".

Al centro della raccolta di studi, quello pubblicato su Nature, che ha utilizzato tutti i 6,3 milioni di cellule per ricavare un atlante della loro espressione genica all'interno della corteccia prefrontale umana, l'area coinvolta in funzioni cognitive chiave come la pianificazione, il problem solving e il pensiero astratto. I ricercatori hanno così scoperto che molte malattie condividono percorsi molecolari comuni ma, allo stesso tempo, presentano anche firme cellulari specifiche di ognuna. Ciò potrebbe aiutare a sviluppare terapie più mirate.

Un altro studio fondamentale pubblicato sulla stessa rivista ha realizzato la prima mappa dei cambiamenti che avvengono nella corteccia prefrontale umana durante tutto l'arco della vita, dalla prima infanzia fino ai 97 anni. Analizzando oltre 1,3 milioni di cellule provenienti da 284 donatori non affetti da patologie cerebrali, il lavoro ha evidenziato che il cervello attraversa tre distinte fasi molecolari nel corso della vita: un rapido rimodellamento cellulare durante le prime fasi dello sviluppo, un periodo prolungato di relativa stabilità che inizia intorno ai 24 anni e, infine, un'ondata di cambiamenti molecolari a partire dai 60 anni circa. La mappa dimostra, inoltre, che con l'avanzare dell'età il cervello smette di seguire l'orologio circadiano: dopo i 60 anni, le cellule immunitarie del cervello cominciano a seguire un nuovo ritmo guidato da stress cellulare e infiammazione.

Il terzo dei nove articoli tra quelli pubblicati su Nature ha mappato il modo in cui il rischio genetico per i disturbi cerebrali influisce su specifiche cellule in popolazioni diverse, tra cui europei, africani e americani. I risultati hanno permesso di individuare migliaia di associazioni tra geni e tratti delle malattie finora sconosciute, offrendo una migliore comprensione delle basi biologiche dei disturbi e chiarendo come vengono influenzati dalle differenze genetiche di ogni individuo.

Gli altri articoli riguardano l'analisi dei diversi modi in cui può manifestarsi la malattia di Alzheimer, presentano un atlante della regolazione dei geni, l'analisi dell'espressione delle singole cellule nervose, l'analisi della composizione delle cellule nervose, la diversità molecolare nella malattia di Alzheimer e l'atlante dei disordini della corteccia prefrontale a livello cellulare