L'inibitore di CETP evacetrapib previene il declino della memoria in un modello murino di Alzheimer
Il blocco della proteina CETP ha preservato la memoria nei topi con malattia di Alzheimer, e i dati epidemiologici collegano una bassa attività di CETP a un minor rischio di Alzheimer nell'uomo.
Riepilogo
Studi genetici collegano una bassa attività di una proteina del sangue chiamata CETP a una vita più lunga e a un minor rischio di demenza. I ricercatori hanno verificato se un farmaco che la blocca, evacetrapib, potesse proteggere la memoria in topi modificati geneticamente per esprimere la CETP umana e un gene dell'amiloide di tipo Alzheimer. I topi trattati hanno mantenuto una normale memoria di riconoscimento, mentre quelli non trattati l'hanno persa. I livelli del peptide amiloide non sono cambiati, quindi il beneficio non derivava dalla rimozione delle placche. Il trattamento, invece, ha modificato le lipoproteine nel sangue, ha ridistribuito il colesterolo nell'ippocampo e ha attivato geni legati alla salute dei vasi sanguigni, tra cui il marcatore endoteliale *PECAM1*. I dati sulle proteine del liquido cerebrospinale di persone a rischio di Alzheimer sono risultati coerenti con i riscontri nei topi. Gli inibitori della CETP erano già stati testati per le malattie cardiache e ritenuti sicuri, il che rende plausibile un loro riutilizzo per altre indicazioni. Si tratta comunque ancora di un lavoro sui topi.
Riepilogo Dettagliato
La malattia di Alzheimer colpisce circa 35 milioni di persone nel mondo e non esiste alcuna terapia preventiva sicura. La genetica umana offre un indizio: le varianti a bassa attività della proteina di trasferimento degli esteri del colesterolo (CETP), che trasporta il colesterolo tra HDL e LDL, sono più frequenti nei centenari. Sono associate a una migliore cognizione e a un minor rischio di demenza, anche nei portatori di APOE4. Gli inibitori della CETP sono stati sviluppati per le malattie cardiache e si sono rivelati sicuri, ma non superiori alle statine. Il loro potenziale nell'Alzheimer è rimasto in gran parte inesplorato.
Il gruppo di ricerca ha incrociato topi transgenici per la CETP umana (CETPtg) con topi amiloidi McGill-APP-Thy1 (APPtg), ottenendo animali doppi transgenici, oltre a animali con un solo transgene e controlli wild-type della stessa nidiata. I topi hanno ricevuto una dieta con l'1% di colesterolo dalla settimana 11 di vita per indurre l'espressione della CETP e aumentare le LDL. Per 11 settimane è stato somministrato veicolo oppure evacetrapib (30 mg/kg/giorno, per via intraperitoneale). L'attività plasmatica della CETP è diminuita in modo significativo quattro ore dopo la somministrazione ed è risalita parzialmente entro 24 ore, pur rimanendo ridotta: l'inibizione è stata quindi transitoria. HDL e LDL sono cambiate, con il sesso come fattore determinante delle differenze nelle lipoproteine.
Nel test di riconoscimento di oggetti nuovi a 21 settimane, i topi APPtg (P=0,03), CETPtg (P=0,035) e doppi transgenici (P=0,025) trattati con veicolo hanno ottenuto risultati peggiori rispetto ai controlli wild-type. La sola espressione della CETP ha compromesso la memoria, e i due transgeni combinati hanno agito in modo superadditivo (P=0,04). Evacetrapib ha preservato la memoria nei topi CETPtg e doppi transgenici, ma non nei topi APPtg privi di CETP, e non ha danneggiato i topi wild-type. La memoria spaziale nel test del labirinto a Y non è risultata alterata a questa età. Gli effetti sono stati più marcati nelle femmine, e i gruppi erano di 12–14 animali ciascuno.
L'amiloide non è risultata la spiegazione. Aβ40 e Aβ42 solubili e insolubili nel cervello, l'Aβ plasmatica e i rapporti Aβ42/Aβ40 cerebrali non differivano con il trattamento, e l'Aβ non era correlata con la memoria. Una migliore memoria era correlata positivamente con le HDL nelle femmine. La spettrometria di massa su tessuto intero non ha mostrato variazioni nei precursori della sintesi del colesterolo cerebrale, nei prodotti di escrezione degli ossisteroli né nell'integrità della barriera emato-encefalica (valutata tramite steroli vegetali). La colorazione con filipina ha però mostrato che il colesterolo libero nel giro dentato era circa il 50% più alto nei topi APPtg e circa il 10% più alto nei topi che esprimevano la CETP rispetto ai wild-type. Evacetrapib lo ha aumentato fino al 60%, e le riserve di lipidi neutri sono diminuite nei topi doppi transgenici trattati. Il colesterolo ippocampale assoluto non determinava quindi la memoria.
Il sequenziamento dell'RNA nelle femmine ha individuato 24 geni differenzialmente espressi (19 aumentati, 5 diminuiti; fold change ≥1,05, q≤0,05). Undici sono espressi nelle cellule della barriera cerebrale, tra cui i geni endoteliali Pecam1, Cdh5, Flt1 e Mmrn2. Le analisi dei pathway hanno evidenziato il mantenimento dei vasi sanguigni e l'angiogenesi. La proteina PECAM1 è aumentata all'immunoistochimica nei topi doppi transgenici trattati. Gli autori hanno inoltre utilizzato dati proteomici del liquido cerebrospinale della coorte PREVENT-AD, composta da adulti cognitivamente integri con storia parentale di Alzheimer. Riferiscono che il loro modello murino riflette i cambiamenti fisiologici degli esseri umani presintomatici. Citano anche il sottostudio BROADWAY sull'obicetrapib, che ha mostrato biomarcatori plasmatici dell'Alzheimer stabilizzati o ridotti, in particolare p-tau217 nei portatori di APOE4.
L'implicazione è che l'inibizione della CETP possa proteggere la cognizione attraverso vie vascolari e di gestione dei lipidi indipendenti dall'amiloide. Ciò potrebbe essere particolarmente rilevante per le persone presintomatiche positive per APOE4. Tra i limiti: - un modello murino transgenico con dieta ricca di colesterolo; - somministrazione per iniezione con inibizione del bersaglio transitoria; - campioni ridotti per le analisi lipidiche e di imaging (n=3–4); - un focus sulla perdita di memoria precoce in topi giovani; - evidenze meccanicistiche che restano di tipo associativo.
Risultati Principali
- Evacetrapib (30 mg/kg/day, 11 weeks) significantly lowered plasma CETP activity 4 h after dosing (P<0.001 in CETPtg and APPtg/CETPtg), with partial rebound at 24 h
- Vehicle-treated APPtg, CETPtg and APPtg/CETPtg mice all showed novel-object memory deficits vs wild-type (P=0.03, 0.035, 0.025; n=12–14 per group)
- CETP and APP transgenes impaired memory superadditively in double transgenic mice (P=0.04), yet evacetrapib preserved memory in these animals
- No treatment effect on soluble or insoluble Aβ40/Aβ42 in brain or plasma, and no correlation between Aβ and memory, so protection was amyloid-independent
- Free cholesterol in the dentate gyrus was ~50% higher in APPtg mice and rose up to 60% above wild-type with evacetrapib in CETP-expressing mice, showing total cholesterol alone did not predict memory
- RNA-seq in females found 24 differentially expressed genes (19 up, 5 down), 11 of them in brain barrier cells, with enrichment for blood vessel maintenance and angiogenesis
- PECAM1 signal increased in evacetrapib-treated APPtg/CETPtg mice, and HDL correlated positively with memory in females
Metodologia
Topi transgenici per la CETP umana sono stati incrociati con topi amiloidi McGill-APP-Thy1 per ottenere quattro genotipi (WT, APPtg, CETPtg, APPtg/CETPtg) a partire da animali della stessa nidiata. Gli animali sono stati alimentati con una dieta contenente l'1% di colesterolo a partire dall'11ª settimana di età e hanno ricevuto veicolo o evacetrapib (30 mg/kg/die per via intraperitoneale) per 11 settimane; la memoria è stata valutata a 21 settimane (test di riconoscimento di oggetti nuovi, Y-maze). Le misurazioni hanno incluso attività plasmatica della CETP e lipoproteine, ELISA per l'Aβ, spettrometria di massa degli steroli, colorazioni con filipina e BODIPY, RNA-seq bulk e immunoistochimica per PECAM1. La numerosità dei gruppi era in genere di 6–8 animali per sesso (12–14 in totale) e scendeva a 3–4 per le analisi lipidiche e di imaging; i dati sono stati analizzati con ANOVA a due e a tre vie, con test post hoc di Tukey. La proteomica del liquido cerebrospinale umano della coorte PREVENT-AD è stata utilizzata per un confronto con il modello murino.
Limitazioni dello Studio
Lo studio ha utilizzato topi transgenici sottoposti a una dieta ricca di colesterolo, con somministrazione intraperitoneale che ha prodotto solo un'inibizione transitoria di CETP, e l'effetto è stato valutato in una fase precoce di compromissione (21 settimane). La numerosità campionaria per le analisi dei lipidi e di imaging era ridotta (n=3–4), le differenze tra i sessi erano rilevanti e il meccanismo vascolare è di tipo associativo, non dimostrato come causale. Le dichiarazioni sui conflitti di interesse non erano incluse nel testo fornito.
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