Basilico fresco.
Il team guidato dalla University of South Florida Health scopre che il composto fenchol ha lo stesso effetto benefico dei metaboliti derivati dall'intestino nel ridurre la beta-amiloide neurotossica nel cervello.
Il fenchol, un composto naturale abbondante in alcune piante tra cui il basilico, può aiutare a proteggere il cervello dalla patologia del morbo di Alzheimer, suggerisce uno studio preclinico condotto dai ricercatori della University of South Florida Health (USF Health).
Il nuovo studio pubblicato il 5 ottobre 2021 in Frontiers in Aging Neuroscience , ha scoperto un meccanismo di rilevamento associato al microbioma intestinale che spiega come il fencolo riduce la neurotossicità nel cervello di Alzheimer.
Prove emergenti indicano che gli acidi grassi a catena corta (SCFA) – metaboliti prodotti da batteri intestinali benefici e la principale fonte di nutrimento per le cellule del colon – contribuiscono alla salute del cervello. L'abbondanza di SCFA è spesso ridotta nei pazienti più anziani con decadimento cognitivo lieve e morbo di Alzheimer, la forma più comune di demenza. Tuttavia, il modo in cui questo calo degli SCFA contribuisce alla progressione della malattia di Alzheimer rimane in gran parte sconosciuto.
Il ricercatore principale dello studio Hariom Yadav, PhD, dirige il Centro di ricerca sul microbioma dell'Università della Florida meridionale ospitato presso l'USF Health Morsani College of Medicine. Studia come le interazioni tra il microbioma intestinale e il cervello potrebbero influenzare la salute del cervello e il declino cognitivo legato all'età. Credito:USF Health/University of South Florida
Gli SCFA derivati dall'intestino che viaggiano attraverso il sangue fino al cervello possono legarsi e attivare il recettore 2 degli acidi grassi liberi (FFAR2), una molecola di segnalazione cellulare espressa sulle cellule cerebrali chiamate neuroni.
"Il nostro studio è il primo a scoprire che la stimolazione del meccanismo di rilevamento FFAR2 da parte di questi metaboliti microbici (SCFA) può essere utile nella protezione delle cellule cerebrali dall'accumulo tossico della proteina beta-amiloide (Aβ) associata al morbo di Alzheimer", ha affermato il ricercatore principale Hariom Yadav, PhD, professore di neurochirurgia e riparazione cerebrale presso l'USF Health Morsani College of Medicine, dove dirige l'USF Center for Microbiome Research.
Una delle due patologie tipiche dell'Alzheimer sono i depositi induriti di Aβ che si aggregano tra le cellule nervose per formare placche proteiche amiloidi nel cervello. L'altro sono i grovigli neurofibrillari della proteina tau all'interno delle cellule cerebrali. Queste patologie contribuiscono alla perdita e alla morte dei neuroni che alla fine causano l'insorgenza dell'Alzheimer, una malattia neurodegenerativa caratterizzata da perdita di memoria, capacità di pensiero e altre capacità cognitive.
Il dottor Yadav ei suoi collaboratori approfondiscono i meccanismi molecolari per spiegare come le interazioni tra il microbioma intestinale e il cervello potrebbero influenzare la salute del cervello e il declino cognitivo legato all'età. In questo studio, ha affermato il dottor Yadav, il team di ricerca si è proposto di scoprire la funzione "precedentemente sconosciuta" di FFAR2 nel cervello.
I ricercatori hanno innanzitutto dimostrato che l'inibizione del recettore FFAR2 (bloccando così la sua capacità di "percepire" gli SCFA nell'ambiente esterno alla cellula neuronale e trasmettere segnali all'interno della cellula) contribuisce all'accumulo anomalo della proteina Aβ causando neurotossicità legata al morbo di Alzheimer.
Quindi, hanno eseguito uno screening virtuale su larga scala di oltre 144.000 composti naturali per trovare potenziali candidati che potrebbero imitare lo stesso effetto benefico degli SCFA prodotti dal microbiota nell'attivazione della segnalazione FFAR2. L'identificazione di un composto naturale alternativo agli SCFA per indirizzare in modo ottimale il recettore FFAR2 sui neuroni è importante, perché le cellule dell'intestino e di altri organi consumano la maggior parte di questi metaboliti microbici prima che raggiungano il cervello attraverso la circolazione sanguigna, ha osservato il dott. Yadav.
Il team del dottor Yadav ha ristretto 15 candidati composti principali a quello più potente. Il fenchol, un composto di origine vegetale che conferisce al basilico il suo profumo aromatico, è stato il migliore nel legarsi al sito attivo di FFAR per stimolarne la segnalazione.
Ulteriori esperimenti su colture cellulari neuronali umane, nonché su Caenorhabditis (C.) elegans (verme) e modelli murini del morbo di Alzheimer hanno dimostrato che il fencolo riduce significativamente l'accumulo di Aβ in eccesso e la morte dei neuroni stimolando la segnalazione FFAR2, il meccanismo di rilevamento del microbioma. Quando i ricercatori hanno esaminato più da vicino come il fencolo modula la neurotossicità indotta da Aβ, hanno scoperto che il composto riduceva le cellule neuronali senescenti, note anche come cellule "zombi", che si trovano comunemente nei cervelli con patologia di Alzheimer.
Le cellule zombi smettono di replicarsi e muoiono di morte lenta. Nel frattempo, ha detto il dottor Yadav, si accumulano negli organi malati e invecchiati, creano un ambiente infiammatorio dannoso e inviano segnali di stress o morte alle cellule sane vicine, che alla fine si trasformano in cellule zombi dannose o muoiono.
"Fenchol in realtà influenza i due meccanismi correlati di senescenza e proteolisi", ha detto il dottor Yadav dell'intrigante scoperta dello studio preclinico. "Riduce la formazione di cellule neuronali zombi semimorte e aumenta anche la degradazione dell'Aβ (non funzionante), in modo che la proteina amiloide venga eliminata dal cervello molto più velocemente".
Prima di iniziare a gettare molto basilico extra nella salsa degli spaghetti o qualsiasi altra cosa che mangi per aiutare a prevenire la demenza, sono necessarie ulteriori ricerche, anche negli esseri umani.
Nell'esplorare il fenchol come possibile approccio per il trattamento o la prevenzione della patologia di Alzheimer, il team della USF Health cercherà le risposte a diverse domande. Una chiave è se il fenchol consumato nel basilico stesso sarebbe più o meno bioattivo (efficace) rispetto all'isolamento e alla somministrazione del composto in una pillola, ha detto il dottor Yadav. "Vogliamo anche sapere se una potente dose di basilico o di fencolo, se potesse essere somministrata tramite spray nasale, sarebbe un modo più rapido per far entrare il composto nel cervello".
Riferimento:"Activation of Microbiota Sensing - Free Fatty Acid Receptor 2 Signaling Ameliorates Amiloid-β Induced Neurotoxicity by Modulando Proteolysis-Senescence Axis" di Atefeh Razazan, Prashantha Karunakar, Sidharth P. Mishra, Shailesh Sharma, Brandi Miller, Shalini Jain e Hariom Yadav , 5 ottobre 2021, Frontiers in Aging Neuroscience .
DOI:10.3389/fnagi.2021.735933
La ricerca guidata dall'USF Health è stata in parte supportata da sovvenzioni del National Institutes of Health, del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti e del Wake Forest Clinical and Translational Science Institute, finanziato dal NIH.
