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Gli scienziati guidati dall’Istituto di Nanotecnologia in Italia, in collaborazione con l’ESRF, il sincrotrone europeo di Grenoble, in Francia, hanno scoperto come la micro e nanotomografia a raggi X può fornire indizi sui processi che collegano i neuroni intestinali con quelli del cervello e possono innescare l’Alzheimer.
Il morbo di Alzheimer, il tipo più comune di demenza, è una malattia neurodegenerativa caratterizzata da alterazioni cerebrali tra cui perdita sinaptica, infiammazione cronica e morte delle cellule neuronali.
Negli ultimi anni, gli scienziati hanno trovato prove che l’intestino e il cervello comunicano attraverso i neuroni posti in entrambi gli organi.
La disfunzione in questo asse è stata collegata a disturbi psichiatrici e neurologici, incluso l’Alzheimer.
Il microbiota intestinale, che si riferisce ai microrganismi presenti nel tratto intestinale, svolge un ruolo chiave nella salute umana e influenza la funzione cerebrale, la cognizione e il comportamento.
“Ci sono già molti studi che sostengono che i cambiamenti nella composizione intestinale possono contribuire all’insorgenza e alla progressione dell’Alzheimer”, spiega Alessia Cedola, ricercatrice dell’Istituto di Nanotecnologie in Italia e autrice corrispondente dell’articolo.
In particolare, la disbiosi, che è il processo attraverso il quale si verifica una perdita di diversità microbica, induce la prevalenza di batteri pericolosi che producono metaboliti tossici che promuovono l’infiammazione e, di conseguenza, la rottura delle barriere intestino/encefaliche.
Cosa succede esattamente quando si verifica la disbiosi intestinale?
“L’ipotesi principale è che i cambiamenti inneschino la fuga di batteri cattivi dall’intestino, entrando in circolazione, raggiungendo il cervello e innescando l’Alzheimer, ma le prove sono ancora scarse”, aggiunge Cedola.
Arrivare al cuore della salute dell’intestino
Ora gli scienziati hanno scoperto che la tomografia a contrasto di fase a raggi X nano e micro (XPCT) è un potente strumento per studiare le alterazioni strutturali e morfologiche nell’intestino, senza manipolazione dei tessuti.
Il team si è recato all’ESRF, il sincrotrone europeo, a Grenoble, in Francia, per scansionare campioni sulla linea di luce ID16A. “Grazie a questa tecnica possiamo visualizzare in 3D tessuti biologici molli con un’eccellente sensibilità, con una preparazione minima del campione e senza agenti di contrasto”, spiega Peter Cloetens, scienziato responsabile di ID16A e co-autore della pubblicazione.
I dati degli esperimenti, in parte condotti anche presso Soleil, hanno mostrato i cambiamenti nell’abbondanza e nell’organizzazione cellulare nei tessuti, nonché l’alterazione strutturale in diversi tessuti di topi affetti da Alzheimer.
In particolare, ha mostrato alterazioni rilevanti nei villi e nelle cripte dell’intestino, trasformazioni cellulari in Paneth e cellule caliciformi, insieme al rilevamento di telociti, neuroni, eritrociti e secrezione di muco da parte delle cellule caliciformi all’interno della cavità intestinale.
Tutti questi elementi, se funzionano correttamente, mantengono la salute dell’intestino, supportano la digestione e proteggono il rivestimento intestinale dai danni.
“Questa tecnica rappresenta una vera svolta per l’analisi approfondita dell’intestino e potrebbe essere fondamentale per la diagnosi precoce e la prognosi della malattia”, afferma Cedola.
E aggiunge: “Come utente di lunga data dell’ESRF, posso attestare le incredibili opportunità che questa struttura offre per la ricerca all’avanguardia e la linea di luce di nanoimaging, in particolare con l’EBS. Venire all’ESRF è stato determinante per far progredire la nostra comprensione dell’asse intestino-cervello nella malattia di Alzheimer”.
Insieme agli scienziati Francesca Palermo e Claudia Balducci, i prossimi passi di questa ricerca saranno quelli di sfruttare ulteriormente le capacità dell’XPCT per studiare come l’intestino comunica con il sistema nervoso centrale.
Il team mira a studiare il sistema nervoso enterico e il suo ruolo nella malattia di Alzheimer.
“Acquisendo una comprensione più profonda di questi processi, speriamo di identificare nuovi bersagli terapeutici e sviluppare trattamenti innovativi per questa malattia devastante.
L’ESRF continuerà senza dubbio a svolgere un ruolo cruciale nella nostra ricerca e non vediamo l’ora di fare molte altre scoperte interessanti negli anni a venire”, conclude Cedola.
Questa ricerca evidenzia l’importanza degli studi biomedici presso l’ESRF, poiché la struttura mira a rafforzare ulteriormente questa attenzione nei prossimi anni.
