I neuroni “immaturi”: una ricerca alternativa?

Luca Bonfanti
Dipartimento di Scienze Veterinarie, Università di Torino
Neuroscience Institute Cavalieri Ottolenghi (NICO)

Il problema. La nostra vita si allunga sempre di più ma il cervello, si sa, è un organo molto restio a rinnovare i suoi componenti cellulari (i neuroni). La plasticità cerebrale è la possibilità di cambiarne la struttura nel corso della vita. È qualcosa che i neuroscienziati vogliono assolutamente capire come “eccezione al cervello statico” che consentirebbe di riparare i danni cerebrali da malattie neurodegenerative,oggi sostanzialmente incurabili, o di prevenire i problemi legati all’invecchiamento (demenze senili).

Staminali cerebrali. Trent’anni fa si è scoperto che nuovi neuroni possono essere ancora generati in piccole zone del cervello adulto, a partire da cellule staminali. Per decenni gli scienziati (tra cui anche noi) hanno studiato l’affascinante fenomenodella “neurogenesi adulta”, su cui oggi sappiamo moltissimo (ci sono 9000 pubblicazioni scientifiche!). Ma abbiamo imparato che è molto difficile far accettare al cervello staminali somministrate dall’esterno e che quelle già esistenti all’interno servono più a memoria e apprendimento che per riparare i danni. Ci si è anche accorti che questo tipo di plasticità è molto diverso negli animali da laboratorio e nell’uomo.

Le differenze. Chi ha studiato le staminali cerebrali lo ha fatto soprattutto nel topo, il modello universale della ricerca biomedica. Recenti ricercheeffettuate sull’uomo mostrano che, a differenza del topo, la genesi dei neuroni scompare molto presto (tra i 2 e i 13 anni). Un nostro studio condotto sui delfini ha dimostrato la totale scomparsa della neurogenesi adulta in questi animali che 40 milioni di anni fa hanno perso l’olfatto, sostituendolo con l’eco-localizzazione. Nel topo, in cui l’olfatto è fondamentale per la sopravvivenza, i nuovi neuroni vanno proprio nelle regioni del cervello che percepiscono gli odori. Ciò spiegherebbe la riduzione di neurogenesi adulta nell’uomo: noi abbiamo ancora quelle regioni cerebrali, ma sono più piccole e meno importanti rispetto ad altre(come la corteccia cerebrale).

Nuove difficoltà. Le diverse forme di plasticità cerebrale non sono trasversali a tutti i mammiferi ma sembrano il risultato di scelte evolutive. La genesi di nuovi neuroni è stata favorita in specie animali con cervello piccolo e aspettativa di vita breve (il topo), riducendosi fortemente in quelle longeve e con cervello grande (noi e il delfino). Pertanto, anche se le ricerche condotte sui “roditori da laboratorio” continuano a essere utilissime per capire i meccanismi molecolari e cellulari conservati nell’evoluzione, possono essere fuorvianti per alcuni fenomeni complessi come la plasticità cerebrale, rendendo difficile raggiungere il fine ultimo della ricerca: l’applicazione all’uomo.

Alternative? Un po’ per caso, molti anni fa ci siamo imbattuti in un altro tipo di neuroni “giovani”, che pur non essendo prodotti ex novo (infatti sonostati generati prima della nascita) continuano a esprimere per lungo tempo molecole di immaturità, rimanendo in uno stato “indifferenziato” anche nel cervello adulto.Questi neuroni “immaturi” sono interessanti anche perché presenti nella corteccia cerebrale, la parte più “nobile” del cervello, dove la neurogenesi non riesce ad arrivare. Nella corsa all’oro dello studio della neurogenesi adulta sono stati dimenticati per quasi vent’anni. Ma proprio curiosando tra le stranezze dell’evoluzione (cioè studiando il cervello di animali diversi dai roditori), ci siamo accorti che in specie un po’ più grandi, come ad esempio il coniglio, i neuroni immaturi, invece di diminuire, sembrano più abbondanti.

L’ipotesi. I pochi scienziati che (per ora) studiano questi neuroni ritengono che essi possano rimanere in “stand by” per lungo tempo per poi integrarsi nei circuiti nervosi “aggiungendosi” progressivamente come nuovi elementi (uno studio recente nel topo, in parte, lo dimostra).La nostra idea è che i neuroni immaturi,in alcuni mammiferi diversi dai roditori, potrebbero non diminuire o addirittura aumentare, come una forma di plasticità alternativa alla neurogenesi. Utilizzando tessuti di pecora, abbiamo recentemente dimostrato che i neuroni immaturi sono particolarmente abbondanti in questa specie animale con cervello relativamente grande e con aspettativa di vita di 15-20 anni (il topo vive 1-2 anni). Questo risultato rafforza la nostra ipotesi.

Progetto ambizioso. Lo studio in corso nel progetto NEURONI ALTERNATIVI vuole analizzare la corteccia cerebrale di 14 specie di mammiferi, uomo incluso, alla ricerca dei neuroni immaturi e di eventuali variazioni nella loro quantità relativa nella filogenesi. In parallelo, si sta iniziando a fare la stessa cosa su regioni cerebrali più profonde in cui lo studio sulla pecora ha rivelato la presenza “inedita” di neuroni immaturi. Sono previste analisi morfologiche e immunocitochimiche su circa 100 cervelli che spaziano dal pipistrello allo scimpanzè. L’idea è mappare la localizzazione e la quantità relativa dei neuroni immaturi in un gran numero di mammiferi per capire come si è distribuita questa possibile “riserva” di neuroni giovani.Per fare questo ci vogliono ricercatori (giovani) formati per scovare i neuroni immaturi nei delicati tessuti postmortem di specie animali molto diverse tra loro per neuroanatomia.

Progetto alternativo. Il progetto è “alternativo” su diversi livell. Innanzitutto, sulla base dell’esperienza degli studi precedenti (9000 lavori su neurogenesi adulta per poi capire che nell’uomo è diverso) qui si è partiti al contrario: prima verificare l’ipotesi evolutiva. Inoltre, poiché in ambito biomedico, è sempre più importante acquisire conoscenze non solo per curare malattie già in atto, ma per prevenirle (ciò è ancora più vero per i problemi neurologici, legati non soltanto a fattori genetici ma anche agli stili di vita),il progetto NEURONI ALTERNATIVI intende esplorare questa nuova fonte di plasticità per un potenziale utilizzo nel prevenire l’invecchiamento cerebrale (e, forse, con un po’ di fortuna, nella cura di malattie neurologiche).Il progetto non è rivolto (per ora) ai 40 milioni di individui affetti da Alzheimer, ma ai restanti 7 miliardi di persone che oggi sono sane e che, avendo la fortuna di poter vivere a lungo, hanno un’elevata probabilità di sviluppare una demenza senile. Anche questo è alternativo: non promettiamo farmaci e cure a breve termine, ma un incremento di conoscenza che può migliorare la qualità della vita di tutti e che, pertanto, potrebbe essere sostenuto finanziariamente da tutti.

Per donare:

http://www.nico.ottolenghi.unito.it/ita/Neuroni-alternativi

Per informazioni: [email protected]

Bibliografia

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