Con i pericoli delle commozioni cerebrali quotidiane rivelati, gli scienziati corrono per trovare soluzioni

Un urto alla testa di scivolare sulle scale, cadere da uno skateboard, o in esecuzione in una porta aperta armadio è stato a lungo visto come un infortunio temporaneo, qualcosa risolto con un po ‘ di riposo.

Ma un crescente corpo di ricerca suggerisce che, per alcune persone, anche le commozioni cerebrali che sembrano lievi possono avere conseguenze gravi e durature, tra cui un aumentato rischio di malattia di Parkinson e demenza.

Negli Stati Uniti, quasi tre milioni di persone ogni anno visitano il pronto soccorso per lesioni cerebrali traumatiche, con 70 per cento al 90 per cento sostenere le cosiddette lesioni cerebrali traumatiche lievi (mTBI), più comunemente noto come commozioni cerebrali. Questi numeri non rappresentano le molte persone che soffrono di commozioni cerebrali, ma non cercano cure mediche.

I ricercatori della UC San Francisco sono tra gli scienziati che lavorano per capire come commozioni cerebrali causano danni a lungo termine-e come potrebbero essere trattati.

Scoprire il rischio a lungo termine

Il pericolo di lesioni cerebrali traumatiche più gravi subite in guerra o negli sport professionistici è ben documentato, anche se mancano ancora trattamenti efficaci. Le nuove rivelazioni riguardano lievi ferite alla testa che possono accadere nel parco giochi o nel tuo tragitto mattutino.

Una commozione cerebrale è generalmente definita come un cambiamento nella normale funzione cerebrale in risposta a una forza esterna alla testa e non include necessariamente la perdita di coscienza.

In due recenti studi su larga scala su oltre 300.000 persone, i ricercatori UCSF hanno scoperto che anche una singola commozione cerebrale era associata ad un aumentato rischio di malattia di Parkinson e demenza.

Gli studi hanno esaminato i veterani militari con diversi livelli di trauma cranico, compresi i tipi di commozioni cerebrali che vengono sostenuti ogni giorno nella vita civile, ha detto Kristine Yaffe, MD, professore di psichiatria, neurologia ed epidemiologia, il cui laboratorio ha condotto gli studi. Studi precedenti in popolazioni civili hanno identificato effetti simili a lungo termine da commozioni cerebrali.

Infatti, tra le lesioni cerebrali traumatiche osservate nei pronto soccorso, la maggior parte sono il risultato di incidenti stradali, anche se negli adulti più anziani, due terzi sono da cadute a livello del suolo.

Anche le lesioni alla testa che non si presentano su una TAC o MRI – e molti non lo fanno – possono aumentare il rischio di futuri problemi neurologici.

Alla ricerca dell’anello mancante

Ora che gli scienziati sanno che esiste una connessione tra commozione cerebrale e aumento del rischio di declino neurologico, la sfida è districare ciò che accade in mezzo.

I ricercatori suggeriscono diversi possibili meccanismi che potrebbero collegare commozione cerebrale e declino mentale. Forse la commozione cerebrale innesca una cascata che aumenta l’accumulo di proteine anomale nel cervello, un segno distintivo comune delle malattie neurodegenerative. La commozione cerebrale potrebbe causare infiammazione o alterazioni vascolari. Un’altra teoria è che la lesione potrebbe rendere il cervello più vulnerabile nel complesso, ciò che i ricercatori chiamano una perdita di riserva cerebrale.

Più probabilmente è una combinazione di cose diverse in persone diverse. “A mio parere, sarà dimostrato di essere multifattoriale”, ha detto Raquel Gardner, MD, assistente professore di neurologia, che è stato l’autore principale dello studio sul Parkinson.

Ma il tempo tra un infortunio e il futuro declino mentale può essere molti anni.

“La maggior parte delle persone che hanno il Parkinson o la demenza lo ottengono tardi nella vita, quindi il ritardo tra avere un TBI presto nella vita e ottenere una malattia neurodegenerativa potrebbe essere decenni”, ha detto Gardner.

Seguire i pazienti per lunghi periodi di tempo può essere difficile, e l’alternativa, avendo i pazienti riferiscono la propria storia di commozione cerebrale e cambiamenti cognitivi, può essere inaffidabile.

Un modo in cui gli scienziati UCSF stanno cercando di catturare i cambiamenti che portano a una malattia neurodegenerativa è studiando le persone che sostengono la TBI in età avanzata e in cui i cambiamenti possono verificarsi su una linea temporale più breve. Un nuovo studio sta arruolando pazienti geriatrici con un partner che può attestare i cambiamenti nei sintomi neurologici del paziente prima e dopo una commozione cerebrale e governare il nostro disturbo neurologico preesistente.

I ricercatori stanno anche facendo progressi su come diagnosticare precocemente le commozioni cerebrali e, la sfida finale, su come contrastare i loro danni.

Un modo migliore per diagnosticare

Un grande primo passo è capire esattamente chi ha una commozione cerebrale – che non è semplice come lo screening per la presenza di un virus o batteri.

Ma i ricercatori UCSF Daniel Lim, MD, PhD, e Geoffrey Manley, MD, PhD, stanno lavorando su un esame del sangue che potrebbe individuare lesioni cerebrali subito dopo che accadono.

I due sono focalizzati sull’utilizzo di lunghi RNA non codificanti (lncRNAs) – molecole che sono notevolmente specifiche del tessuto e possono fuoriuscire da una cellula quando è ferita. I LNCRNA distintivi trovati nel sangue possono essere ricondotti a ossa rotte, muscoli strappati o lesioni a organi come il cuore e il rene. Allo stesso modo, gli LNCRNA specifici del cervello nel sangue indicherebbero una lesione cerebrale.

“Il cervello sta facendo un intero pannello di LNCRNA che si verificano in nessun’altra parte del corpo”, ha detto Lim. “Ci siamo resi conto che tale squisita specificità cerebrale rende gli LNCRNA attraenti come biomarcatori per la commozione cerebrale.”

Attualmente, le lesioni alla testa che appaiono su una TAC possono essere diagnosticate da biomarcatori proteici come GFAP e UCH-L1, ma potrebbero non essere abbastanza sensibili da raccogliere commozioni cerebrali, secondo Lim. Spera lncRNAs offrirà un biomarcatore più sensibile per commozione cerebrale, uno che può essere anche abbastanza specifico per individuare la lesione a particolari regioni del cervello.

Con il finanziamento di un premio Weill Innovation, i ricercatori hanno raccolto campioni di sangue da decine di pazienti che hanno subito diversi gradi di lesioni cerebrali. I ricercatori stanno analizzando i campioni per lncRNAs e identificando quali sono i più specifici e abbondanti dopo la lesione cerebrale.

In definitiva, il loro lavoro potrebbe portare a un esame del sangue portatile che potrebbe diagnosticare immediatamente una commozione cerebrale, forse sul campo durante una partita di calcio di un bambino.

Maggiore lacuna nella cura

Per ora, le opzioni per qualcuno con diagnosi di una commozione cerebrale sono limitate.

I ricercatori dicono che è importante evitare una seconda commozione cerebrale prima che la prima guarisca, perché le commozioni ripetute moltiplicano il danno. Esercizi di riabilitazione cognitiva, come i videogiochi appositamente progettati, possono anche aiutare a potenziare la riserva cerebrale.

La cura di follow-up per trattare sintomi come mal di testa, vertigini, depressione e ansia può aiutare a prevenire la disabilità duratura, secondo Manley, professore di neurochirurgia. Manley è l’investigatore principale dello studio multicentrico TRACK-TBI (Transforming Research Clinical Knowledge in Traumatic Brain Injury), il più grande studio di medicina di precisione di TBI fino ad oggi, che sta monitorando migliaia di persone a livello nazionale che visitano il pronto soccorso per trauma cranico.

TRACK-TBI ha scoperto che meno della metà dei pazienti che visitano il pronto soccorso per commozione cerebrale ha ricevuto alcun follow-up entro tre mesi, inclusi materiali didattici e visite mediche.

“Molti di coloro che non vengono visti soffrono e hanno bisogno di cure mediche”, ha detto. “È una grande lacuna nell’assistenza che rappresenta un importante problema di salute pubblica in questo paese.”

Nei prossimi anni, TRACK-TBI tenterà di rispondere ad alcune domande cruciali, come il valore dei biomarcatori a base di sangue e le tecniche avanzate di imaging MRI nella diagnosi e il ruolo della genetica. Sarà anche testare nuovi farmaci di fase II in studi clinici.

Nei topi, Indizi di una cura

Ci sono barlumi di speranza che il danno da commozioni cerebrali può essere invertito.

Nei topi che hanno subito commozioni cerebrali, il trattamento con una molecola chiamata ISRIB (che sta per Integrated Stress Response InhiBitor) è stato in grado di invertire completamente il danno cognitivo. Ancora più sorprendente, il trattamento è stato efficace quando somministrato mesi dopo l’infortunio, che potrebbe potenzialmente tradursi in anni dopo l’infortunio negli esseri umani, e le inversioni sembrano essere permanenti. Questi studi sono stati sostenuti anche da un premio Weill per l’innovazione.

“Siamo stati spazzati via”, ha detto Susanna Rosi, PhD, che ha co-guidato lo studio ISRIB con lo scopritore della molecola, Peter Walter, PhD. Il suo team ha ripetuto l’esperimento tre volte e ha anche testato diversi modelli animali di commozione cerebrale, solo per essere sicuro, e ha visto gli stessi risultati.

“Nonostante ciò che il trauma fa al cervello, sembra che ci siano riserve, almeno nel cervello dei roditori, che possiamo usare per far funzionare di nuovo il cervello”, ha detto Rosi, che dirige la ricerca neurocognitiva presso il Brain and Spinal Injury Center. I risultati sorprendenti nei topi offrono speranza per invertire gli effetti della TBI negli esseri umani.

ISRIB funziona ripristinando una normale reazione biologica che può andare storto in lesioni cerebrali.

Sotto stress, le cellule attivano una risposta allo stress, che interrompe la produzione di proteine da parte delle cellule come meccanismo protettivo temporaneo. Una lesione cerebrale traumatica può attivare cronicamente la risposta allo stress nelle cellule cerebrali, compromettendo la capacità del cervello di formare nuovi ricordi. ISRIB rimuove il blocco e sembra ripristinare la normale funzione cerebrale.

Non è ancora chiaro come la risposta allo stress cellulare sia coinvolta nella malattia neurodegenerativa, anche se è noto che aumenta con il normale invecchiamento, afferma Rosi.

Nonostante le domande senza risposta, come se gli effetti del trattamento ISRIB si tradurranno negli esseri umani, i ricercatori dicono di essere generalmente ottimisti sul futuro del trattamento della commozione cerebrale.

“Le persone non capiscono quale sia un nuovo campo”, ha detto Yaffe. La sua ricerca è tra quelle che hanno portato la consapevolezza pubblica sui pericoli delle commozioni cerebrali negli ultimi anni.

“Dobbiamo essere estremamente positivi che abbiamo così tanti strumenti e risorse che non avevamo cinque anni fa”, ha detto Rosi, nominando l’imaging ad alta risoluzione, il sequenziamento unicellulare e biomarcatori più precisi come progressi importanti.

E un rivestimento d’argento: la ricerca sulla concussione può produrre intuizioni sui modi per combattere il Parkinson e la demenza. “A differenza di qualsiasi altro fattore di rischio che conosciamo per la malattia neurodegenerativa, la TBI ha un timestamp specifico”, ha affermato Gardner. “Potrebbe essere un’opportunità unica per intervenire il prima possibile.”