Aprile 5, 2022
I ricercatori di un consorzio guidato dall’USC hanno scoperto 15 “punti caldi” nel genoma che accelerano l’invecchiamento cerebrale o lo rallentano, una scoperta che potrebbe fornire nuovi bersagli farmacologici per resistere al morbo di Alzheimer e ad altri disturbi degenerativi del cervello, nonché allo sviluppo ritardi.
La ricerca appare online oggi su Nature Neuroscience.
“Il grande punto di svolta qui è la scoperta di posizioni sul cromosoma che accelerano o rallentano l’invecchiamento cerebrale nelle popolazioni di tutto il mondo. Questi possono diventare rapidamente nuovi bersagli farmacologici”, ha affermato Paul Thompson della USC, autore principale dello studio e del co- fondatore e direttore del Consorzio ENIGMA. “Attraverso la nostra iniziativa AI4AD (Artificial Intelligence for Alzheimer’s Disease) abbiamo anche un programma di riutilizzo dei farmaci guidato dal genoma per mirare a questi e trovare farmaci nuovi ed esistenti che ci aiutino a invecchiare meglio”.
ENIGMA è un gruppo di lavoro con sede presso l’USC che sta esplorando una vasta raccolta di dati sul cervello e ha pubblicato alcuni dei più grandi studi di neuroimaging mai realizzati su schizofrenia, depressione maggiore, disturbo bipolare, epilessia, morbo di Parkinson e persino infezione da HIV.
Per scoprire gli hotspot, o luoghi genomici, più di 200 scienziati membri di ENIGMA provenienti da tutto il mondo hanno cercato persone il cui cervello fosse stato scansionato due volte con la risonanza magnetica. Le scansioni hanno fornito una misura della velocità con cui i loro cervelli stavano guadagnando o perdendo tessuto nelle regioni che controllano la memoria, le emozioni e il pensiero analitico.
Un milione di marcatori proiettati
Dopo aver calcolato i tassi di cambiamento del tessuto cerebrale in 15.000 persone di tutte le età, i ricercatori hanno esaminato un milione di marcatori nei loro genomi per rilevare 15 loci genomici – posizioni fisiche specifiche di geni o altre sequenze di DNA su un cromosoma – che stavano accelerando i cambiamenti del tessuto cerebrale .
Questi loci includevano alcuni noti geni del rischio di Alzheimer, come APOE, e alcuni nuovi, ha detto Thompson. I ricercatori hanno anche riscontrato una sovrapposizione con i geni coinvolti nella depressione, nella schizofrenia e nel funzionamento cognitivo.
“Alcune di queste varianti genetiche influenzano i tassi di crescita delle sottostrutture cerebrali durante l’infanzia, mentre altre influenzano la velocità di perdita di tessuto cerebrale nell’età adulta più avanzata”, ha affermato la coautrice Neda Jahanshad, professore associato di neurologia presso la Keck School of Medicine della USC . “Le diverse parti del cervello hanno geni specifici associati ai loro tassi di cambiamento”.
Thompson ha aggiunto: “Puoi vedere che l’APOE – il famoso gene dell’Alzheimer – colpisce negativamente un paio di strutture cerebrali – l’ippocampo e l’amigdala – il che ha anche senso in quanto sono le regioni del cervello più vulnerabili all’Alzheimer e sembra che accelerare la perdita di tessuto lì in particolare”.
ENIGMA ha anche progetti internazionali che studiano i disturbi cerebrali infantili, dalla sindrome di Tourette e dall’autismo all’epilessia. Il nuovo elenco di geni che rallentano o accelerano la crescita del cervello nei bambini fornisce nuove piste da perseguire anche in questi disturbi, hanno affermato i ricercatori.
A proposito di questo studio
Oltre a Thompson e Jahanshad, altri scienziati dell’USC coinvolti nello studio includevano Sophia Thomopoulos, Joanna Bright, Leila Nabulsi, Linda Ding e Alyssa Zhu, tutti dell’USC Mark e Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute. Per un elenco completo degli autori, vedere lo studio pubblicato.
Lo studio è stato sostenuto con finanziamenti dal National Institutes of Health, tra cui il National Institute on Aging (U01AG068057, R01AG058854, R01AG059874), il National Institute of Mental Health (R01MH117601), il National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (P41 EB015922), e una borsa di studio Zenith (ZEN-20-644609) dell’Alzheimer’s Association.
Fonti:
Materiali forniti dalla University of Southern California. Originale scritto da Leigh Hopper.
Riferimenti:
- Rachel M. Brouwer, Marieke Klein, Katrina L. Grasby, Hugo G. Schnack, Neda Jahanshad, Jalmar Teeuw, Sophia I. Thomopoulos, Emma Sprooten, Carol E. Franz, Nitin Gogtay, William S. Kremen, Matthew S. Panizzon, Loes M. Olde Loohuis, Christopher D. Whelan, Moji Aghajani, Clara Alloza, Dag Alnæs, Eric Artiges, Rosa Ayesa-Arriola, Gareth J. Barker, Mark E. Bastin, Elisabet Blok, Erlend Bøen, Isabella A. Breukelaar, Joanna K. Bright, Elizabeth E. L. Buimer, Robin Bülow, Dara M. Cannon, Simone Ciufolini, Nicolas A. Crossley, Christienne G. Damatac, Paola Dazzan, Casper L. de Mol, Sonja M. C. de Zwarte, Sylvane Desrivières, Covadonga M. Díaz-Caneja, Nhat Trung Doan, Katharina Dohm, Juliane H. Fröhner, Janik Goltermann, Antoine Grigis, Dominik Grotegerd, Laura K. M. Han, Mathew A. Harris, Catharina A. Hartman, Sarah J. Heany, Walter Heindel, Dirk J. Heslenfeld, Sarah Hohmann, Bernd Ittermann, Philip R. Jansen, Joost Janssen, Tianye Jia, Jiyang Jiang, Christiane Jockwitz, Temmuz Karali, Daniel Keeser, Martijn G. J. C. Koevoets, Rhoshel K. Lenroot, Berend Malchow, René C. W. Mandl, Vicente Medel, Susanne Meinert, Catherine A. Morgan, Thomas W. Mühleisen, Leila Nabulsi, Nils Opel, Víctor Ortiz-García de la Foz, Bronwyn J. Overs, Marie-Laure Paillère Martinot, Ronny Redlich, Tiago Reis Marques, Jonathan Repple, Gloria Roberts, Gennady V. Roshchupkin, Nikita Setiaman, Elena Shumskaya, Frederike Stein, Gustavo Sudre, Shun Takahashi, Anbupalam Thalamuthu, Diana Tordesillas-Gutiérrez, Aad van der Lugt, Neeltje E. M. van Haren, Joanna M. Wardlaw, Wei Wen, Henk-Jan Westeneng, Katharina Wittfeld, Alyssa H. Zhu, Andre Zugman, Nicola J. Armstrong, Gaia Bonfiglio, Janita Bralten, Shareefa Dalvie, Gail Davies, Marta Di Forti, Linda Ding, Gary Donohoe, Andreas J. Forstner, Javier Gonzalez-Peñas, Joao P. O. F. T. Guimaraes, Georg Homuth, Jouke-Jan Hottenga, Maria J. Knol, John B. J. Kwok, Stephanie Le Hellard, Karen A. Mather, Yuri Milaneschi, Derek W. Morris, Markus M. Nöthen, Sergi Papiol, Marcella Rietschel, Marcos L. Santoro, Vidar M. Steen, Jason L. Stein, Fabian Streit, Rick M. Tankard, Alexander Teumer, Dennis van ‘t Ent, Dennis van der Meer, Kristel R. van Eijk, Evangelos Vassos, Javier Vázquez-Bourgon, Stephanie H. Witt, Rüdiger Brühl, Dimitri Papadopoulos Orfanos, Tomáš Paus, Sabina Millenet, Hieab H. H. Adams, Ingrid Agartz, David Ames, Katrin Amunts, Ole A. Andreassen, Celso Arango, Tobias Banaschewski, Bernhard T. Baune, Sintia I. Belangero, Arun L. W. Bokde, Dorret I. Boomsma, Rodrigo A. Bressan, Henry Brodaty, Jan K. Buitelaar, Wiepke Cahn, Svenja Caspers, Sven Cichon, Benedicto Crespo-Facorro, Simon R. Cox, Udo Dannlowski, Torbjørn Elvsåshagen, Thomas Espeseth, Peter G. Falkai, Simon E. Fisher, Herta Flor, Janice M. Fullerton, Hugh Garavan, Penny A. Gowland, Hans J. Grabe, Tim Hahn, Andreas Heinz, Manon Hillegers, Jacqueline Hoare, Pieter J. Hoekstra, Mohammad A. Ikram, Andrea P. Jackowski, Andreas Jansen, Erik G. Jönsson, Rene S. Kahn, Tilo Kircher, Mayuresh S. Korgaonkar, Axel Krug, Herve Lemaitre, Ulrik F. Malt, Jean-Luc Martinot, Colm McDonald, Philip B. Mitchell, Ryan L. Muetzel, Robin M. Murray, Frauke Nees, Igor Nenadić, Jaap Oosterlaan, Roel A. Ophoff, Pedro M. Pan, Brenda W. J. H. Penninx, Luise Poustka, Perminder S. Sachdev, Giovanni A. Salum, Peter R. Schofield, Gunter Schumann, Philip Shaw, Kang Sim, Michael N. Smolka, Dan J. Stein, Julian N. Trollor, Leonard H. van den Berg, Jan H. Veldink, Henrik Walter, Lars T. Westlye, Robert Whelan, Tonya White, Margaret J. Wright, Sarah E. Medland, Barbara Franke, Paul M. Thompson, Hilleke E. Hulshoff Pol. Genetic variants associated with longitudinal changes in brain structure across the lifespan. Nature Neuroscience, 2022; DOI: 10.1038/s41593-022-01042-4
University of Southern California. “Genetic ‘hotspots’ that speed up and slow down brain aging could provide new targets for Alzheimer’s drugs.” ScienceDaily. ScienceDaily, 5 April 2022. <www.sciencedaily.com/releases/2022/04/220405171804.htm>.