Cellule cerebrali danneggiate tornano allo stato embrionale e si rigenerano

Quando subiscono danni, le cellule cerebrali, i neuroni, attivano un particolare meccanismo che gli permette, tornando allo stato embrionale, di rigenerare gli assoni e le connessioni interrotte, permettendogli nel tempo di ripristinare le funzioni perdute

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Quando le cellule cerebrali adulte vengono danneggiate, ritornano allo stato embrionale, questo secondo i risultati pubblicati su Nature dai ricercatori dell’Università della California di San Diego School of Medicine.

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Le cellule cerebrali danneggiate ricostruiscono nuove connessioni

Gli scienziati riferiscono che nello stato immaturo appena adottato, le cellule cerebrali diventano in grado di ricostruire nuove connessioni che, nelle giuste condizioni, possono aiutare a ripristinare la funzione persa.

Riparare i danni al cervello e al midollo spinale può essere la problematica più scoraggiante della scienza medica. Fino a tempi relativamente recenti, sembrava un compito impossibile. Lo studio delinea una “tabella di marcia trascrizionale della rigenerazione nel cervello adulto“.

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Utilizzando gli strumenti della neuroscienza moderna, della genetica molecolare, della virologia e del potere computazionale, siamo stati in grado di identificare il modo in cui l’intero insieme di geni presenti in una cellula cerebrale adulta si reimposta per rigenerarsi”.

“Questo ci fornisce una visione fondamentale di come, a livello trascrizionale, avvenga la rigenerazione “, ha affermato l’autore senior Mark Tuszynski, MD, Ph.D., Professore di neuroscienze e direttore del Translational Neuroscience Institute presso la UC San Diego School of Medicine.

Usando un modello murino, Tuszynski e colleghi hanno scoperto che dopo un infortunio, le cellule cerebrali mature del cervello adulto ritornano allo stato embrionale: “Solo 20 anni fa, stavamo pensando al cervello adulto come statico, differenziato terminalmente, pienamente stabilito e immutabile“, ha spiegato Tuszynski.

Nuove cellule cerebrali vengono continuamente prodotte nell’ippocampo

Ma gli studi di Fred “Rusty” Gage, Ph.D., presidente e Professore presso il Salk Institute for Biological Studies e professore a contratto presso l’UC San Diego, e altri hanno scoperto che nuove cellule cerebrali vengono continuamente prodotte nell’ippocampo e nella zona subventricolare, riempiendo queste regioni del cervello per tutta la vita.

Il nostro lavoro radicalizza ulteriormente questo concetto“, ha affermato Tuszynski: “La capacità del cervello di riparare o sostituire se stesso non si limita solo a due aree. Invece, quando una cellula cerebrale adulta della corteccia viene danneggiata, regredisce (a livello trascrizionale) allo stato di neurone embrionale corticale”.

“E, una volta in questo stato meno maturo, può far ricrescere gli assoni se trova un ambiente in cui crescere. A mio avviso, questa è la caratteristica più notevole dello studio ed è assolutamente scioccante“.

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Per fornire un “ambiente in grado di incoraggiare la ricrescita“, Tuszynski e colleghi hanno studiato il modo in cui i neuroni danneggiati rispondono dopo una lesione del midollo spinale.

Negli ultimi anni, i ricercatori hanno significativamente avanzato la possibilità di utilizzare cellule staminali neurali innestate per stimolare le riparazioni delle lesioni del midollo spinale e ripristinare la funzione persa, essenzialmente inducendo i neuroni ad estendere gli assoni attraverso un sito di lesione, ricollegando i nervi recisi.

Impianti stampati in 3D per promuovere la crescita delle cellule cerebrali

L’anno scorso, ad esempio, un team multidisciplinare guidato da Kobi Koffler, Ph.D., assistente professore di neuroscienze, Tuszynski, e Shaochen Chen, Ph.D., Professore di nanoingegneria e membro della facoltà dell’Istituto di Ingegneria in Medicina presso la UC San Diego, hanno usato impianti stampati in 3D per promuovere la crescita delle cellule cerebrali nelle lesioni del midollo spinale nei ratti, ripristinando le connessioni e le funzioni perse.

L’ultimo studio ha prodotto una seconda sorpresa: nel promuovere la crescita e la riparazione delle cellule cerebrali, uno dei percorsi genetici essenziali coinvolge il gene Huntingtin (HTT), che, una volta mutato, causa la malattia di Huntington, un disordine devastante caratterizzato dalla progressiva rottura delle cellule cerebrali.

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Il team di Tuszynski ha scoperto che il “trascrittoma rigenerativo“, la raccolta di molecole di RNA messaggero utilizzate dai neuroni corticospinali, è sostenuto dal gene HTT. Nei topi geneticamente modificati per non avere il gene HTT, le lesioni del midollo spinale hanno mostrato una germinazione e una rigenerazione neuronale significativamente inferiori.

Mentre è stato fatto molto lavoro nel tentativo di capire perché le mutazioni del gene Huntingtin causano malattie, molto meno si capisce il ruolo normale di Huntingtin“, ha detto Tuszynski.

Il nostro lavoro mostra che il gene Huntingtin è essenziale per promuovere la riparazione dei neuroni cerebrali. Pertanto, si suppone che le mutazioni in questo gene causino nel neurone adulto la perdita della capacità di ripararsi. Questo, a sua volta, potrebbe provocare la lenta degenerazione delle cellule cerebrali che provoca la malattia di Huntington“.

 

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