La proteina fibrillare acida della glia (GFAP) è l'unità proteica essenziale da cui sono costituiti i filamenti intermedi di tipo III degli astrociti. Le GFAP si trovano nelle cellule gliali che circondano i neuroni del cervello.
Ruolo della Glia nel Sistema Nervoso
La glia, o neuroglia, è la maggiore componente cellulare del sistema nervoso, essendo da 10 a 50 volte più numerosa dei neuroni. Le cellule della glia, oltre a fornire sostegno ai neuroni, controllano l’ambiente interno del cervello, partecipano alla formazione di strutture specializzate come la barriera ematoencefalica e la guaina mielinica, assicurano l’isolamento delle cellule nervose e la loro protezione da agenti estranei o traumi.
Nel sistema nervoso dei vertebrati la glia viene classificata in macroglia, di origine neuroectodermica, e microglia, di origine mesodermica. La macroglia nel sistema nervoso centrale comprende astrociti, oligodendrociti e cellule ependimali. Gli astrociti sono la componente gliale preponderante del sistema nervoso centrale e occupano dal 20 al 50% dell’intero volume cerebrale.
Gli astrociti sono classificati in protoplasmatici, distribuiti soprattutto nella sostanza grigia, e fibrosi, presenti sia nella sostanza grigia che nella sostanza bianca e così chiamati per la presenza di numerosi filamenti intermedi formati dalla proteina gliale fibrillare acida (GFAP), caratteristica di queste cellule.
Funzioni degli Astrociti
Gli astrociti svolgono numerose funzioni, tutte volte al mantenimento delle condizioni per il funzionamento ottimale dei neuroni. Sono in grado, per es., di controllare il flusso ematico cerebrale; di favorire l’assorbimento di glucosio, la fonte principale di energia per i neuroni, e di immagazzinarlo sotto forma di glicogeno. Inoltre, gli astrociti che circondano le sinapsi rimuovono dallo spazio sinaptico alcuni neurotrasmettitori, quali il glutammato, attraverso trasportatori ad alta affinità.
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GFAP come Biomarcatore
Con la ricerca che avanza, sempre più di frequente si riescono a individuare nel sangue «orme», i biomarcatori, lasciate dalle malattie finora «imprendibili»: come, per esempio, il Parkinson e l’Alzheimer. Seguendo queste tracce, è possibile arrivare il prima possibile a una loro individuazione precoce.
Nell’ultimo decennio, diversi candidati biomarcatori sono emersi come potenziali marker diagnostici di trauma cranico cerebrale (TBI). I biomarcatori hanno fornito informazioni sui meccanismi patofisiologici sottostanti il TBI, in particolare i meccanismi e il decorso dinamico del danno neuronale, assonale e astrogliale che derivano dal TBI. Si stima che il 90% delle lesioni cerebrali sia classificato come TBI lieve.
Diversi studi clinici sulla malattia di Alzheimer (AD) utilizzano esami del sangue per valutare la presenza di alcuni biomarker della malattia, come la proteina beta amiloide, il neurofilamento leggero (NfL), la proteina fibrillare acida della glia (GFAP), la tau fosforilata (p-tau). Gli esami del sangue, da affiancare ai test che valutano la memoria e altre funzioni cognitive, potrebbero avere un ruolo importante anche per la diagnosi precoce della malattia e per il monitoraggio delle terapie.
GFAP e Malattia di Alzheimer
Va in questa direzione la scoperta effettuata da un gruppo di scienziati dell’Edith Cowan University di Perth (Australia), mirata alla formulazione della diagnosi di malattia di Alzheimer attraverso un esame del sangue. Gli scienziati ricordano che la proteina Gfap si trova normalmente nel cervello, ma viene rilasciata nel sangue quando quest’ultimo viene danneggiato dai primi segni dell’Alzheimer. Lo studio ha coinvolto 100 adulti di età compresa tra 65 e 90 anni: tutti senza alcun sintomo della malattia di Alzheimer all’inizio della ricerca. È così emerso che gli individui con maggiori depositi di beta amiloide, avevano livelli più elevati di Gfap nel plasma. Da qui l'ipotesi: e se fossimo di fronte a un indicatore precoce della malattia?
Secondo Sebastian Palmqvist, professore associato della clinical memory research unit, Università di Lund in Svezia: è molto difficile per i medici di base fare una diagnosi accurata di AD.
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GFAP e Sclerosi Multipla
Le concentrazioni di proteina fibrillare acida della glia (sGFAP) e/o di catena leggera dei neurofilamenti (sNfL) nel siero sono associate alla progressione della malattia nei pazienti con sclerosi multipla (SM), e possono perciò avere un valore prognostico. La sGFAP è risultata più fortemente associata alla progressione della malattia rispetto alla sNfL, un dato che ha implicazioni cliniche per la gestione dei pazienti e lo sviluppo di nuovi farmaci.
Nella coorte 1, i pazienti con SM progressiva in peggioramento hanno mostrato livelli di sGFAP più alti del 50,9% rispetto a quelli con SM stabile dopo un aggiustamento aggiuntivo di sNfL, mentre l’aumento del 25% di sNfL è scomparso dopo un aggiustamento aggiuntivo di sGFAP. Una sGFAP più elevata al basale era associata a un’accelerazione della perdita di volume cerebrale della materia grigia (per raddoppio: 0,24% all’anno; p< 0,001) ma non della perdita di materia bianca. I livelli di sGFAP sono rimasti invariati durante le esacerbazioni della malattia rispetto alle fasi di remissione.
GFAP e Commozioni Cerebrali
Un esame del sangue in grado di rilevare i più piccoli segni di commozione cerebrale nei bambini, identificando la presenza di lesioni traumatiche al cervello nel 94% dei casi: lo hanno messo a punto i ricercatori di Orlando Health, un gruppo che riunisce sette ospedali a Orlando, Florida. Quando si verifica un trauma alle cellule cerebrali, questa proteina viene rilasciata e la sua particolarità è che riesce ad attraversare la barriera emato-encefalica e entrare nel flusso sanguigno, che la rende facile da individuare con il test sviluppato dal team di ricercatori americani.
I primi lavori hanno identificato biomarcatori selezionati con performance favorevoli nel contesto del TBI lieve, tra questi la Proteina fibrillare acida della glia (GFAP), la idrolasi dell’ubiquitina C-terminale (UCH-L1), la catena leggera del neurofilamento (NF-L) e la S100B. Precedenti studi hanno riportato un’alta sensibilità e un valore predittivo negativo dei biomarcatori UCH-L1, GFAP, NF-L e tau nel predire la lesione intracranica presente alla tomografia computerizzata del cranio in fase acuta.
Test Pungidito per i Biomarcatori dell'Alzheimer
All’ultima edizione dell’Alzheimer’s Association International Conference (AAIC), sono stati presentati i risultati di uno studio pilota che ha utilizzato un esame del sangue per i biomarker dell’AD con puntura del dito (Finger-Prick Blood Test). Il principale vantaggio di questo test, oltre alla facilità di esecuzione, è che per questo esame è sufficiente far cadere una sola goccia di sangue su una striscia di carta dove si asciuga e rimane a temperatura ambiente.
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Nicholas Ashton, professore associato, all’Istituto di Neuroscienze e Fisiologia, dell’Università di Goteborg in Svezia, ha detto: possiamo misurare NfL, GFAP e tau 217 fosforilata, marcatori noti per l’AD, il tutto con una singola puntura del dito, il che significa che non è necessario fare la centrifugazione, non è necessario congelare il campione, e l’esame può essere fatto ovunque.
Tabella: Biomarcatori e Accuratezza Diagnostica nell'Alzheimer
| Studio | Campione | Accuratezza Diagnostica con Esami Standard | Accuratezza Diagnostica con Biomarcatori |
|---|---|---|---|
| Studio presentato all'AAIC | 307 pazienti con disturbi cognitivi | Circa 55% | 87% |