Alzheimer, uno studio spiega i possibili effetti biologici e clinici della stimolazione elettrica

Un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Bioscienze e del Dipartimento di Scienze della Salute dell'Università degli Studi di Milano ha pubblicato su Amyloid uno studio che propone un possibile meccanismo molecolare in grado di spiegare i miglioramenti clinici osservati nei pazienti con malattia di Alzheimer sottoposti a stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS). Il lavoro, frutto di una collaborazione interdisciplinare tra fisici, medici e ingegneri, si basa su simulazioni di dinamica molecolare e rappresenta il primo tentativo organico di collegare gli effetti biofisici del campo elettrico della tDCS con i processi di aggregazione fibrillare dell'amiloide.

La demenza di Alzheimer è la più frequente tra le malattie neurodegenerative e, con l’aumento dell’aspettativa di vita, il numero di pazienti è in costante crescita. Uno dei fattori determinanti della malattia è l’accumulo nel cervello di proteine “spazzatura”: forme alterate della proteina amiloide, normalmente presente, che però non vengono eliminate in modo adeguato perché si aggregano in maniera anomala.

La premessa scientifica del lavoro affonda le radici in una precedente osservazione dello stesso ateneo, che aveva documentato come la stimolazione elettrica cerebrale a bassa intensità. nota come transcranial Direct Current Stimulation (tDCS), potesse indurre nei pazienti con Alzheimer un miglioramento, seppur transitorio, delle funzioni cognitive. Studi successivi avevano confermato il dato senza tuttavia riuscire a fornirne una spiegazione meccanicistica plausibile. Il nuovo studio colma in parte questa lacuna attraverso un approccio computazionale.

La ricerca si basa su dati computazionali: in un modello di simulazione molecolare, una molecola di amiloide è stata esposta a un campo elettrico, per riprodurne l’azione e osservare che cosa accade alla molecola.

L'osservazione principale emersa dall'analisi è che il campo elettrico è in grado di modificare le caratteristiche di superficie della fibrilla di amiloide e di inibire il processo di allungamento fibrillare — un passaggio chiave nella cascata che porta alla formazione delle placche amiloidi tipiche della malattia di Alzheimer. I risultati indicano che l’effetto della tDCS è in parte attribuibile alle modificazioni indotte dal suo campo elettrico statico sulla struttura fibrillare dell’amiloide che a sua volta può bloccare la formazione della placca e, potenzialmente, il decorso della malattia. La ricerca è frutto di una collaborazione non solo interdisciplinare, che ha coinvolto fisici, medici e ingegneri, ma anche interdipartimentale.

“Questo studio è basato su simulazioni di dinamica molecolare e va considerato come tale. Tuttavia, offre una spiegazione che potrebbe giustificare gli effetti biologici e clinici, dando ulteriore supporto all’impiego della tDCS e di tecniche ad essa correlate”, spiega il professor Alberto Priori, coordinatore del Centro di Ricerca “Aldo Ravelli” per le Terapie Neurologiche Sperimentali dell’Università degli Studi di Milano.

“Il contributo principale di questo lavoro non è dimostrare un effetto clinico, ma fornire un quadro fisico coerente che collega la stimolazione elettrica a processi molecolari noti dell’aggregazione dell’amiloide. In questo senso, lo studio indica una possibile direzione sperimentale da seguire per approfondire e verificare i meccanismi alla base degli effetti osservati” conclude Carlo Camilloni, docente di Fisica Applicata presso il Dipartimento di Bioscienze dell’Università Statale e responsabile del laboratorio di simulazioni molecolari.

Per chi segue pazienti con Alzheimer, lo studio non modifica nell'immediato le indicazioni terapeutiche, ma offre una cornice interpretativa più solida per l'impiego di una tecnica di neuromodulazione non invasiva che aveva finora un razionale empirico più che meccanicistico.