Un team dell’Università di Ginevra ha dimostrato come i disturbi dell’orologio circadiano aumentino il rischio di sviluppare una malattia neurodegenerativa.
La malattia di Parkinson è una patologia neurodegenerativa progressiva caratterizzata dalla distruzione di alcuni neuroni del cervello: i neuroni della dopamina. I sintomi principali di questa malattia sono tremori, lentezza nei movimenti e rigidità muscolare. Studi epidemiologici dimostrano che possono essere associati altri disturbi, come quelli del sonno e del ciclo circadiano.
Questo ciclo, definito dall’alternanza tra periodi di veglia e di sonno, dura circa 24 ore ed è l’orologio interno del corpo umano che regola quasi tutte le sue funzioni biologiche. In particolare, l’orologio circadiano controlla la secrezione a fine giornata dell’"ormone del sonno" (melatonina), la variazione della temperatura corporea (più bassa al mattino presto e più alta durante il giorno) e il metabolismo durante i periodi di digiuno (durante il sonno) o di assunzione di energia (durante i pasti durante il giorno).
Causa o conseguenza?
Disturbi del ritmo circadiano e del sonno possono essere osservati anni prima della comparsa dei sintomi motori nei pazienti con malattia di Parkinson. Ma l’alterazione del ciclo circadiano contribuisce allo sviluppo della malattia o ne è una conseguenza?
Questa domanda è al centro del lavoro svolto dal laboratorio di Emi Nagoshi, professore associato presso il Dipartimento di Genetica ed Evoluzione della Facoltà di Scienze dell’Università di Ginevra. Il suo team utilizza la mosca dell’aceto (o Drosophila) come modello di studio del morbo di Parkinson e per analizzare i meccanismi coinvolti nella degenerazione dei neuroni della dopamina. Gli scienziati possono simulare l’insorgenza della malattia esponendo le mosche per alcune ore a un farmaco che provoca stress ossidativo, portando alla morte dei neuroni dopaminergici nei giorni successivi.
Nelle mosche i neuroni sono più fragili di notte
Sebbene siano specie molto diverse, gli orologi biologici delle mosche e degli esseri umani sono paragonabili. Per determinare se il ciclo circadiano possa avere un’influenza sull’insorgenza del morbo di Parkinson, le mosche sono state esposte allo stress ossidativo in sei diversi momenti del giorno e della notte.
Abbiamo aspettato sette giorni per osservare al microscopio la sopravvivenza dei neuroni bersaglio e abbiamo scoperto che un numero maggiore di neuroni dopaminergici veniva distrutto quando l’esposizione avveniva durante le ore di buio", spiega Michaëla Dorcikova, ex dottoranda del Dipartimento di Genetica ed Evoluzione e prima autrice dello studio.
Per capire se queste osservazioni dipendono dal ritmo circadiano, gli scienziati hanno esposto alle stesse sollecitazioni mosche mutate il cui ciclo circadiano era stato interrotto. I ricercatori hanno osservato che i neuroni delle mosche senza orologio interno erano più sensibili allo stress ossidativo. Questi risultati suggeriscono che l’orologio circadiano ha un effetto protettivo sui neuroni dopaminergici contro lo stress ossidativo.
Esplorare i fattori di rischio della malattia di Parkinson
La maggior parte dei casi di Parkinson deriva da un’interazione tra molteplici fattori di rischio genetici e l’esposizione per tutta la vita a fattori ambientali come pesticidi, solventi e inquinamento atmosferico. I risultati mostrano che un fattore di stress ossidativo, come un pesticida, somministrato in un momento specifico della giornata può avere un impatto critico sulla sopravvivenza dei neuroni dopaminergici.
I nostri risultati suggeriscono anche che le variazioni genetiche nei geni dell’orologio circadiano potrebbero rappresentare un fattore di rischio per la neurodegenerazione dopaminergica. Ora dobbiamo verificare la rilevanza di questi risultati nell’uomo", conclude Emi Nagoshi, autore finale dello studio.
28 settembre 2023
