Alzheimer: importanti novità arrivano dal microbioma

Un microbioma alterato dal rumore cronico accelera l'invecchiamento cerebrale.

Il rumore cronico sembrerebbe influenzare l’asse microbioma-intestino-cervello accelerando i processi dell’invecchiamento nei modelli murini dell’Alzheimer (SAMP8). Questo è quanto conclude la ricerca svolta da Bo Cui ed i suoi colleghi recentemente pubblicata su Journal of Neuroinflammation.

L’Alzheimer è un comune disordine del sistema nervoso centrale legato all’invecchiamento. La patogenesi è dovuta a particolari interazioni che si instaurano tra fattori individuali di carattere genetico e fattori esterni come l’influenza dell’ambiente e lo stile di vita. Dopo i 65 anni di età, l’incidenza raddoppia ogni 5 anni sottolineando come l’invecchiamento rappresenti il principale fattore di rischio.

Sebbene non sia stata ancora dimostrata una chiara associazione tra l’esposizione al rumore cronico e l’Alzheimer, da questo studio sembrerebbe emergere quella tra il rumore e l’invecchiamento che ne aumenta il rischio di insorgenza.

Al fine di verificare questa ipotesi, i ricercatori hanno utilizzato il modello murino SAMP8 che presenta deficit cognitivi e comportamentali paragonabili a quelli degli individui affetti da Alzheimer.

Per l’indagine, sono stati considerati gruppi di topi di due diverse fasce d’età (3 e 8 mesi). Quelli più giovani sono stati suddivisi in altri tre sottogruppi da 10 topi ognuno: un controllo esposto ad un rumore di sottofondo (<40 dB), un gruppo esposto a rumore di bassa intensità (LN; 88dB) ed uno esposto a rumore di alta intensità (HN; 98 dB). Le gabbie sono state posizionate al centro del campo sonoro in una camera di riverbero per 30 giorni (4 ore/giorno). Al termine del periodo di esposizione, gli animali sono stati sottoposti al Morris water maze test (MWM; labirinto acquatico di Morris) e successivamente sacrificati per il prelievo di sangue, sezioni cerebrali e contenuto intestinale.

L’osservazione del comportamento durante il test e le analisi sull’accumulo di placche amiloidi hanno evidenziato la comparsa di cambiamenti strutturali nel cervello. Il sequenziamento dell’RNA 16S ha consentito la determinazione delle specie costituenti il microbioma intestinale. Infine, i livelli dei neurotrasmettitori nel siero, dei mediatori dell’infiammazione, delle giunzioni occludenti dell’endotelio ed il trapianto del microbioma fecale hanno permesso di esplorarne i meccanismi patologici.

I dati ottenuti sono stati successivamente confrontati con quelli derivanti dai 10 topi considerati “invecchiati” (8 mesi di età) che costituivano il controllo positivo. Ecco i principali risultati.

Il rumore cronico induce alterazioni patologiche e cognitive simili all’Alzheimer

Nei topi giovani, la comparsa di deficit cognitivo e di placche amiloidi ha registrato livelli simili a quelli rilevati nei topi invecchiati. Questi primi dati hanno guidato verso una possibile correlazione tra l’esposizione al rumore e l’invecchiamento.

Nello specifico:

  • L’accumulo di placche beta-amiloidi nel tessuto ippocampale era più alto nei gruppi LN e HN rispetto al controllo, con una significatività elevata nel gruppo esposto a rumore di maggiore intensità (HN);
  • Nei topi invecchiati, invece, i livelli di accumulo erano simili a quelli del gruppo LN e molto più alti rispetto al controllo;

Sembrerebbe, quindi, che le alterazioni patologiche causate dal rumore seguano una progressione dose-dipendente.

Il rumore cronico modifica la composizione del microbiota intestinale

  • Ogni campione era colonizzato dalle specie batteriche dei Firmicutes, Bacteroidetes e Proteobacteria;
  • A livello di generi, Lachnospiraceae, Bacteroides, Alistipes, Helicobacter, Odoribacter, Oscillibacter, Lachnoclostridium, Ruminiclostridium e Prevotella erano, invece, i più abbondanti;

Il rumore compromette l’integrità endoteliale dell’intestino e del cervello alterando i livelli di neurotrasmettitori e mediatori dell’infiammazione.

Le disfunzioni infiammatorie ed i cambiamenti strutturali del cervello supportano la relazione tra il rumore e l’alterata composizione del microbiota intestinale.

  • Sia nell’intestino che nel cervello dei topi esposti al rumore, così come nei topi invecchiati, l’espressione genica delle giunzioni endoteliali (CLDN1, CLDN3, occludina, ZO-1) era  più bassa rispetto al controllo;
  • L’integrità endoteliale dell’intestino e della barriera ematoencefalica era maggiormente compromessa nel gruppo HN indicando un effetto dose-dipendente;

Il trapianto del microbiota fecale del gruppo di controllo e quello del gruppo HN nei topi invecchiati ha confermato i risultati descritti.

Riassumendo, questi dati suggeriscono che l’alterata composizione del microbiota intestinale indotta dall’invecchiamento e dal rumore può essere associata a disfunzioni cognitive e neurochimiche nei modelli murini dell’Alzheimer. L’unica limitazione dello studio, come gli stessi ricercatori affermano, risiede nel fatto che le frequenze sonore percepite dagli animali durante l’esposizione (400-6300 Hz) non coprono completamente il campo sonoro percepito dall’uomo (20-20.000 Hz).

Le conclusioni dello studio

In conclusione, il rumore cronico modifica il microbiota intestinale favorendo un maggior insediamento delle specie associate all’infiammazione ed accelera l’invecchiamento cerebrale nei modelli murini dell’Alzheimer (SAMP8). Sebbene siano necessarie ulteriori indagini, è possibile ipotizzare che l’Alzheimer possa derivare da uno squilibrio del microbiota intestinale. Se questa ipotesi venisse confermata, un’adeguata modulazione del microbiota rappresenterebbe un potenziale approccio terapeutico per la cura del disordine neurodegenerativo.

Fonte: Cui et al. Journal of Neuroinflammation (2018) 15:190, https://doi.org/10.1186/s12974-018-1223-4

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