Cetacei e Malattia di Alzheimer: nuovi modelli di studio

di Giovanni Di Guardo
Già Professore di Patologia Generale e Fisiopatologia Veterinaria - Facoltà di Medicina Veterinaria dell'Università degli Studi di Teramo

A dispetto del fatto che la malattia di Alzheimer rappresenta la più comune forma di demenza a livello globale, i modelli animali finora caratterizzati non sarebbero in grado di ricapitolarne in maniera adeguata l'intero spettro delle peculiari lesioni osservate in ambito cerebrale, ovverosia i depositi di ß-amiloide (Aß) e gli aggregati neurofibrillari di proteina tau (1). 

Di particolare interesse appare, in proposito, la presenza di alterazioni ’Alzheimer-like‘ recentemente osservate in sede encefalica in alcuni delfini appartenenti alle specie Stenella coeruleoalba e Tursiops truncatus, rinvenuti spiaggiati sulle coste spagnole (2). Analoghe lesioni sono state altresì descritte a livello del neuroparenchima cerebrale di esemplari di Cetacei appartenenti alla Famiglia Ziphiidae, in cui le stesse sono state messe in relazione di causa-effetto con reiterati episodi di ipossia a livello della compagine encefalica (3).

L'eziologia delle suddette alterazioni ’Alzheimer-like‘ osservate nei Cetacei è stata ascritta alla β-metilamino-L-alanina (BMAA), una neurotossina di origine cianobatterica che sarebbe in grado di accumularsi all'interno delle catene trofiche marine e che era già stata associata in precedenza allo sviluppo di analoghe lesioni cerebrali nei primati non umani (4). In tale contesto, la posizione di vertice occupata in seno alle catene alimentari marine dai Cetacei Odontoceti (quali sono i delfini) li predispone al ’bioaccumulo‘ e alla conseguente ’biomagnificazione‘ di una folta gamma di ’contaminanti ambientali persistenti‘ quali il ’metil-mercurio‘ (MeHg), fattispecie quest'ultima che risulterebbe di particolare interesse alla luce del documentato sinergismo di azione tossica intercorrente fra BMAA e MeHg (5). A conferma di ciò, l'intensità e la ’magnitudo‘ delle alterazioni ’Alzheimer-like‘ risulterebbero accresciute a livello del tessuto cerebrale di delfini contestualmente esposti a BMAA e MeHg (6).

Dal punto di vista neuropatogenetico, appare significativo il ruolo esplicato dalla ’proteina prionica cellulare‘ (PrPc) quale recettore ad alta affinità espresso sulla superficie delle cellule neuronali nei confronti degli oligomeri di ß-amiloide (Aß), oltre che come ’mediatore‘ delle disfunzioni sinaptiche indotte dai succitati oligomeri (7). Ne consegue che sarebbe importante analizzare l'espressione della PrPc anche a livello della compagine encefalica di Cetacei con lesioni ’Alzheimer-like‘, al fine di poterli candidare quali validi modelli di studio nei confronti della neuropatologia e della neuropatogenesi comparate della malattia di Alzheimer (8).

Bibliografia di riferimento

1. Querfurth, H.W., LaFerla, F.M. (2010). Alzheimer's disease. N. Engl. J. Med. 362;329-344.

2. Gunn-Moore, D., Kaidanovich-Beilin, O., Gallego Iradi, M.C., Gunn-Moore, F., Lovestone, S. (2018). Alzheimer's disease in humans and other animals: A consequence of postreproductive life span and longevity rather than aging. Alzheimers Dement. 14:195-204.

3. Sacchini, S., Díaz-Delgado, J., Espinosa de los Monteros, A., Paz, Y., Bernaldo de Quirós, Y., Sierra, E., Arbelo, M., Herráez, P., Fernández, A. (2020). Amyloid-beta peptide and phosphorylated tau in the frontopolar cerebral cortex and in the cerebellum of toothed whales: Aging versus hypoxia. Biol. Open 9(11):bio054734.

4. Davis, D.A., Mondo, K., Stern, E., Annor, A.K., Murch, S.J., Coyne, T.M., Brand, L.E., Niemeyer, M.E., Sharp, S., Bradley, W.G., Cox, P.A., Mash, D.C. (2019). Cyanobacterial neurotoxin BMAA and brain pathology in stranded dolphins. PLoS One 14(3):e0213346.

5. Rush, T., Liu, X., Lobner, D. (2012). Synergistic toxicity of the environmental neurotoxins methylmercury and beta-N-methylamino-L-alanine. Neuroreport 23:216-219.

6. Davis, D.A., Garamszegi, S.P., Banack, S.A., Dooley, P.D., Coyne, T.M., McLean, D.W., Rotstein, D.S., Mash, D.C., Cox, P.A. (2021). BMAA, Methylmercury, and Mechanisms of Neurodegeneration in Dolphins: A Natural Model of Toxin Exposure. Toxins (Basel) 13(10):697.

7. Lauren, J., Gimbel, D.A., Nygaard, H.B., Gilbert, J.W., Strittmatter, S.M. (2009). Cellular prion protein mediates impairment of synaptic plasticity by amyloid-β oligomers. Nature 457:1128-1132.

8. Di Guardo, G. (2018). Alzheimer’s disease, cellular prion protein, and dolphins. Alzheimers Dement. 14, 259-260.