L'attivazione dei neutrofili può innescare il carico tau contribuendo alla progressione cognitiva dei disturbi cronici del sonno negli individui anziani che non vivono con demenza

Jun 24, 2023

BMC Medicine volume 21, numero articolo: 205 (2023) Citare questo articolo

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Studiare la complessa connessione tra disturbi cronici del sonno (CSD) e progressione cognitiva.

Il database dell'Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) è stato utilizzato per assegnare 784 anziani non affetti da demenza in due gruppi: un gruppo con sonno normale (528 partecipanti) e un gruppo CSD (256 partecipanti) tramite la sottovoce sonno del Neuropsychiatric Inventory (NPI). Sono stati misurati la trascrittomica del sangue, i neutrofili nel sangue, i biomarcatori del liquido cerebrospinale (CSF) della malattia di Alzheimer (AD) e i fattori infiammatori correlati ai neutrofili. Abbiamo anche studiato l'analisi dell'arricchimento del set genetico (GSEA), il modello dei rischi proporzionali di Cox per i fattori di rischio e gli effetti di mediazione e interazione tra indicatori. La progressione cognitiva è definita come la progressione da cognitivamente normale a lieve deterioramento cognitivo (MCI)/demenza o da MCI a demenza.

La CSD potrebbe influenzare significativamente la funzione cognitiva. Le vie dei neutrofili attivati ​​per la progressione cognitiva nella CSD sono state identificate dalla trascrittomica GSEA, che si rifletteva nell'aumento del livello di neutrofili nel sangue e nella sua correlazione con la progressione cognitiva nella CSD. L’elevato carico di tau ha mediato l’influenza dei neutrofili sulla funzione cognitiva e ha esacerbato il rischio correlato alla CSD di atrofia dell’ippocampo sinistro. Elevati fattori infiammatori correlati ai neutrofili sono stati osservati nella progressione cognitiva della CSD e sono stati associati al carico di tau cerebrale.

La via dei neutrofili attivata che innesca la patologia tau può sottolineare il meccanismo di progressione cognitiva nella CSD.

Rapporti di revisione tra pari

Più di 47 milioni di persone in tutto il mondo sono affette da demenza e si stima che il numero raddoppi ogni 20 anni con l’aumento dell’aspettativa di vita [1, 2]. La malattia di Alzheimer (AD) rappresenta il 60-70% di tutti i casi di demenza [3] e l'accumulo di forme tossiche di β-amiloide (Aβ) e grovigli neurofibrillari tau nel cervello è considerato il principale meccanismo patologico. Secondo studi epidemiologici, le difficoltà del sonno sono significativamente più comuni tra gli anziani, con una prevalenza dal 36 al 69% [4]. Se non trattate, le difficoltà del sonno sono associate a gravi conseguenze avverse, che vanno dalla cattiva salute mentale alle malattie cardiovascolari [5]. Secondo il sottopunto sonno del Neuropsychiatric Inventory (NPI), i disturbi cronici del sonno (CSD) comprendono 8 aspetti, tra cui difficoltà ad addormentarsi, sonno superficiale, risveglio precoce, sonno interrotto, comportamento notturno anomalo, sonnolenza diurna eccessiva, alzarsi di notte, e altri comportamenti anomali notturni. Esiste una relazione bidirezionale tra il sonno e i disturbi neurodegenerativi, come l'AD, causati da patologie Aβ e tau [6]. È stato scoperto che periodi prolungati di veglia o privazione del sonno regolano il rilascio extracellulare sia di Aβ [7, 8] che di tau [9, 10]. Oltre alla patologia Aβ, un altro meccanismo biologicamente potenziale che collega la CSD e il rischio di demenza è l’attivazione della risposta infiammatoria, che si ritiene sia un evento precoce associato all’esordio e al decorso clinico dell’AD [11]. Il meccanismo attraverso il quale l’infiammazione associata alla patologia dell’AD regola la rilevanza della CSD per la funzione cognitiva rimane poco chiaro. Una migliore comprensione del meccanismo dell’effetto della CSD sulla progressione cognitiva può aiutare a identificare potenziali bersagli per la prevenzione della demenza.

Precedenti studi hanno dimostrato che i disturbi del sonno possono influenzare l’asse ipotalamo-ipofisi-surrene (HPA) e il sistema nervoso simpatico (SNS), che insieme alterano il profilo dell’espressione genica proinfiammatoria [12] e inducono aumenti dell’interleuchina 6 (IL- 6), proteina C-reattiva (CRP) [13], fattore di necrosi tumorale α (TNF-α), interleuchina 1β (IL-1β) [14] e molecola di adesione cellulare vascolare-1 (VCAM-1) [15] . Prove crescenti hanno dimostrato che i disturbi del sonno sono collegati all’infiammazione sistemica e che i neutrofili, come marcatore dell’infiammazione non specifica in corso e cellula immunitaria innata di prima linea, possono indurre il rilascio incontrollato di sostanze tossiche tra cui citochine infiammatorie e materiali dannosi per i tessuti. 16]. È stato ripetutamente dimostrato che il rapporto neutrofili/linfociti è associato all’apnea ostruttiva notturna [16,17,18]. L’attivazione dei neutrofili induce il rilascio di trappole extracellulari dei neutrofili (NET), che portano alla destabilizzazione vascolare [19], alla rottura della barriera emato-encefalica (BBB) ​​[20] e alla vulnerabilità del cervello ai danni [21]. Nel frattempo, le citochine infiammatorie promuovono anche la permeabilità vascolare, l’adesione dei neutrofili e la migrazione [22]. Questi risultati hanno suggerito l’importanza dei neutrofili nella CSD e noi ci concentreremo sugli effetti dei neutrofili sull’associazione tra CSD e funzione cognitiva. Nel presente studio, l'analisi longitudinale ha mostrato l'associazione della CSD con la progressione cognitiva e l'analisi di arricchimento della trascrittomica ha rivelato le vie dei neutrofili attivate in soggetti cognitivamente progressivi con CSD, a cui hanno fatto eco le analisi sui neutrofili nel sangue. La correlazione tra la via dei neutrofili e il carico tau cerebrale può rivelare il meccanismo mediante il quale l'attivazione dei neutrofili innesca la patologia tau per compromettere la funzione cognitiva nella CSD.