Chronic Administration of Hesperidin improves working, but not reference memory in Rat Model of Alzheimer’s disease

Sintesi Tecnica: Somministrazione Cronica di Esperidina in un Modello di Ratto per la Malattia di Alzheimer

Problematica
Nonostante la vasta ricerca, non esiste ancora un trattamento appropriato o affidabile per la malattia di Alzheimer (AD). La malattia è caratterizzata da perdita di memoria, accumulo di beta-amiloide extracellulare, iperfosforilazione della proteina tau intraneuronale, neuroinfiammazione e stress ossidativo. L'invecchiamento, un fattore di rischio primario per l'AD, è associato a un aumento di specie reattive di ossigeno e azoto, disfunzione mitocondriale e declino cognitivo. Di conseguenza, esiste un critico bisogno di nuovi interventi terapeutici, in particolare quelli che utilizzano componenti antiossidanti naturali come i flavonoidi per riequilibrare lo stato ossidante-antiossidante nel cervello. Questo studio mirava a valutare l'efficacia dell'Esperidina (Hsp), un bioflavonoide presente negli agrumi, sul declino cognitivo e sui livelli di Fattore Neurotrofico Derivato dal Cervello (BDNF) nell'ippocampo all'interno di un modello di AD.

Metodologia
Lo studio ha utilizzato 32 ratti Wistar maschi (3 mesi di età, 200–250 g) suddivisi in quattro gruppi (n=8 per gruppo): Salina+Salina, Salina+Hsp, STZ+Salina e STZ+Hsp.

• Induzione dell'AD: La malattia di Alzheimer è stata modellata tramite iniezione intracerebroventricolare (i.c.v.) di Streptozotocina (STZ) a 3 mg/kg (1,5 mg/5 µl/lato) nei giorni 1 e 3 post-chirurgia.
• Trattamento: Il gruppo STZ+Hsp ha ricevuto iniezioni intraperitoneali (i.p.) quotidiane di Esperidina (50 mg/kg) per 21 giorni consecutivi. I gruppi di controllo hanno ricevuto soluzione salina.
• Valutazione Comportamentale: La memoria spaziale è stata valutata tramite il Morris Water Maze (MWM). Il protocollo includeva quattro blocchi di 16 prove per valutare la memoria di lavoro (fase di acquisizione) e una prova di sonda di 90 secondi per valutare la memoria di riferimento. I parametri misurati includevano la latenza alla piattaforma, il tempo totale trascorso nel quadrante target (TTS), la distanza percorsa e la velocità di nuoto. È stato eseguito un test visivo per escludere deficit visivi o locomotori.
• Analisi Biochimica: Dopo i test comportamentali, l'ippocampo è stato dissezionato.
  • BDNF: I livelli sono stati quantificati tramite Western blotting, misurando il rapporto tra BDNF e β-actina.
  • Glutatione (GSH): I livelli intracellulari di GSH sono stati determinati utilizzando il metodo colorimetrico DTNB (reagente di Ellman).
• Analisi Statistica: La normalità dei dati è stata valutata tramite il test di Kolmogorov–Smirnov. Sono stati utilizzati l'ANOVA a una via con test post hoc di Tukey e l'ANOVA a due vie per l'analisi, con significatività impostata a P < 0,05.

Risultati Chiave

• Effetti di STZ: L'iniezione di STZ ha aumentato significativamente la latenza di fuga e ridotto i livelli ippocampali di BDNF (P < 0,001) rispetto ai controlli sani. Ha inoltre ridotto significativamente i livelli di GSH ippocampale (P = 0,003).
• Esperidina nei Controlli Sani: La somministrazione cronica di Hsp ha migliorato significativamente sia la memoria di lavoro che quella di riferimento nei ratti sani. Ciò è stato evidenziato da una riduzione della latenza alla piattaforma e un aumento del TTS nella prova di sonda (P < 0,05). Inoltre, l'Hsp ha aumentato significativamente i livelli di BDNF ippocampale nel gruppo di controllo sano.
• Esperidina nel Modello di AD (trattato con STZ):
  • Memoria di Lavoro: Il trattamento con Hsp ha ridotto significativamente la latenza di fuga durante la fase di acquisizione (blocchi 2 e 4) rispetto al gruppo STZ+Salina (P = 0,001), indicando un miglioramento della memoria di lavoro.
  • Memoria di Riferimento: Nella prova di sonda, il trattamento con Hsp non ha ripristinato significativamente il tempo totale trascorso nel quadrante target (TTS) rispetto al gruppo STZ non trattato. Pertanto, la memoria di riferimento non è stata migliorata.
  • Livelli di BDNF: A differenza dei controlli sani, l'amministrazione di Hsp non è riuscita ad aumentare significativamente i livelli di BDiente BDNF ippocampale nel gruppo AD (P = 0,67).
  • Stato Antiossidante: Il trattamento con Hsp ha ripristinato significativamente i livelli di GSH intracellulare negli animali trattati con STZ (P = 0,002).

Significatività e Conclusioni
Lo studio conclude che la somministrazione cronica di Esperidina facilita la memoria di lavoro ma non riesce a migliorare la memoria di riferimento in un modello di ratto di AD sporadica indotto da STZ. Sebbene l'Hsp abbia ripristinato con successo la capacità antiossidante (GSH) nel modello di AD, ciò è stato insufficiente per normalizzare la memoria di riferimento o elevare i livelli di BDNF ippocampale nello stato patologico.

Gli autori suggeriscono che gli effetti differenziati sui tipi di memoria possano derivare da meccanismi sottostanti distinti: la memoria di lavoro si basa sulla plasticità sinaptica a breve termine e sulle interazioni della corteccia prefrontale, che possono beneficiare delle proprietà antiossidanti e di miglioramento del flusso sanguigno dell'Hsp. Al contrario, la memoria di riferimento dipende fortemente dalle cellule di luogo (place cells) CA1 dell'ippocampo, dal LTP tardivo e dall'elevazione del BDNF, che non sono stati ripristinati dal trattamento con Hsp di 21 giorni nel modello di AD.

Il documento sostiene che, sebbene il ripristino della capacità antiossidante sia benefico, non sia sufficiente a normalizzare i complessi deficit cognitivi in contesti neurodegenerativi multifattoriali come l'AD. Gli autori osservano che la mancanza di elevazione del BDNF nell'ippocampo degli animali AD supporta l'effetto insignificante sulla memoria di riferimento. Essi sottolineano che il fallimento nel migliorare la memoria di riferimento in questo modello è coerente con alcuni studi precedenti, ma contrasta con altri che utilizzano modelli di AD genetici, probabilmente a causa delle differenze nei metodi di induzione dell'AD (tossina vs genetica) e nella durata del trattamento. Lo studio evidenzia la necessità di ricerche future che coinvolgano durate di trattamento più lunghe, studi dose-risposta e saggi molecolari regione-specifici (ad esempio, BDNF della corteccia prefrontale, rapporti tra pro-BDNF e BDNF maturo) per elucidare pienamente il potenziale terapeutico dell'Esperidina.