Sinapsi, identificata una funzione chiave nel cervello

Una nuova ricerca della Oregon Health & Science University rivela per la prima volta la funzione di una sinapsi poco compresa tra le cellule del cervello che potrebbe avere importanti implicazioni terapeutiche per condizioni che vanno dalla sclerosi multipla al morbo di Alzheimer, a un tipo di cancro al cervello noto come glioma.

La scoperta potrebbe essere utile per sviluppare nuove terapie per la sclerosi multipla, le condizioni neurodegenerative e il cancro al cervello.

I neuroscienziati si sono concentrati sulla giunzione, o sinapsi, che collega i neuroni a una cellula non neuronale, nota come cellule precursori degli oligodendrociti o OPC. Gli OPC possono differenziarsi in oligodendrociti, che producono una guaina attorno ai nervi nota come mielina. La mielina è la guaina protettiva che copre l’assone di ciascuna cellula nervosa, la porzione filiforme di una cellula che trasmette segnali elettrici tra le cellule.

Lo studio ha scoperto che queste sinapsi svolgono un ruolo fondamentale nella produzione della mielina.

“Questa è la prima indagine su queste sinapsi nel tessuto vivo”, ha affermato l’autrice senior Kelly Monk, Ph.D., professoressa e co-direttrice del Vollum Institute presso OHSU. “Ciò fornisce una comprensione delle proprietà basilari e fondamentali di come funzionano queste cellule durante il normale sviluppo. In futuro, potremmo esaminare come funzionano in modo diverso nel contesto dei pazienti con SM”.

Il fatto che queste sinapsi esistano è stato oggetto di una scoperta fondamentale da parte dei ricercatori dell’OHSU del Vollum, pubblicata sulla rivista Nature. Fino a quel momento, si sapeva che le sinapsi nel cervello trasportavano neurotrasmettitori tra i neuroni, quindi la scoperta di una sinapsi tra neuroni e OPC è stata una rivelazione.

“Dopo due decenni, non sapevamo ancora cosa facessero queste sinapsi”, ha aggiunto Monk.

Gli scienziati hanno affrontato il problema utilizzando l’imaging di singole cellule del tessuto vivo del pesce zebra, i cui corpi trasparenti consentono ai ricercatori di vedere il funzionamento interno del loro sistema nervoso centrale in tempo reale. Utilizzando nuovi e potenti strumenti di imaging, farmacologia ed editing genetico, i ricercatori sono stati in grado di utilizzare le sinapsi neurone-OPC per prevedere i tempi e la posizione della formazione della mielina.

I risultati sono probabilmente la punta dell’iceberg in termini di comprensione dell’importanza di queste sinapsi, ha dichiarato l’autore principale Jiaxing Li, Ph.D., un ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Monk.

Le cellule precursori degli oligodendrociti comprendono circa il 5% di tutte le cellule del cervello, il che significa che le sinapsi che formano con i neuroni potrebbero essere rilevanti per molte condizioni patologiche, inclusa la formazione di tumori cancerosi.

Jiaxing Li ha osservato che studi precedenti hanno suggerito un ruolo degli OPC in una serie di condizioni neurodegenerative, inclusi disturbi demielinizzanti come la sclerosi multipla, malattie neurodegenerative come l’Alzheimer e persino disturbi psichiatrici come la schizofrenia.

Dimostrando la funzione di base della sinapsi tra neuroni e OPC, Jiaxing Li ha affermato che lo studio potrebbe portare a nuovi metodi di regolazione della funzione OPC per alterare la progressione della malattia. Ad esempio, queste sinapsi potrebbero essere la chiave per promuovere la rimielinizzazione in condizioni come la SM, in cui la mielina è stata degradata. Nella SM, questo degrado può rallentare o bloccare i segnali elettrici necessari affinché le persone possano vedere, muovere i muscoli, provare sensazioni e pensare.

Monk sostiene che la scoperta potrebbe essere immediatamente rilevante per il cancro.

“Nel glioma, queste sinapsi vengono dirottate per guidare la progressione del tumore”, ha affermato. “Potrebbe essere possibile modulare l’input sinaptico coinvolto nella formazione del tumore, pur consentendo la normale segnalazione sinaptica”.

Anche se queste cellule precursori costituiscono circa il 5% di tutte le cellule cerebrali umane, solo una frazione va a formare oligodendrociti.

“Sta diventando abbastanza chiaro che questi OPC hanno altre funzioni oltre alla formazione degli oligodendrociti”, ha aggiunto Monk. “Da una prospettiva evolutiva, la loro connessione sinaptica ai neuroni svolge quindi probabilmente un ruolo fondamentale nel cervello ed è meritevole di esplorazione futura”, ha concluso.

Fonte: Nature Neuroscience