Un nuovo studio dimostra che le cellule nervose embrionali possono integrare in modo funzionale le reti neurali quando trapiantate in aree danneggiate della corteccia visiva di topi adulti.
Quando si tratta di recuperare i danni causati da malattia o trauma, il cervello umano adulto ha pochissima capacità di compensare la perdita di cellule nervose. I ricercatori biomedici hanno esplorato la possibilità di utilizzare il trapianto di cellule nervose per sostituire i neuroni che sono stati irrimediabilmente danneggiati a seguito di un trauma o malattia. Precedenti studi hanno suggerito che esiste la possibilità di ridurre almeno alcuni dei sintomi clinici derivanti da malattie cerebrali acquisite, attraverso il trapianto di cellule nervose fetali in reti neuronali danneggiate. Tuttavia, non è chiaro se i neuroni trapiantati possono adeguatamente ripristinare la funzione della rete lesionati.
Ora i ricercatori della Avis LMU di Monaco di Baviera, l’Istituto Max Planck di Neurobiologia a Martinsried e l’Helmholtz Zentrum München, hanno dimostrato che nei topi, le cellule nervose embrionali trapiantate possono essere incorporate in una rete esistente in modo tale che essi correttamente svolgono i compiti eseguito dalle cellule danneggiate originariamente presenti in quella posizione. Tale lavoro è di grande importanza per il potenziale trattamento di tutte le malattie cerebrali acquisite tra cui le malattie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer o di Parkinson, così come ictus e trauma, dato che tutte queste malattie conducono alla perdita irreversibile delle cellule nervose e ad un deficit neurologico permanente nel paziente.
Nello studio pubblicato su Nature, i ricercatori hanno cercato di scoprire espressamente se le cellule nervose embrionali trapiantate possono funzionalmente integrarsi nella corteccia visiva di topi adulti.
“Questa regione del cervello è ideale per tali esperimenti”, dice Magdalena Götz, co-leader dello studio insieme a Mark Hübener, uno specialista nella struttura e funzione della corteccia visiva nel reparto del Prof.Tobias Bonhoeffer presso MPI di Neurobiologia. Come spiega Hübener, ” Sappiamo molto circa le funzioni delle cellule nervose in questa regione e le loro connessioni, tanto che possiamo facilmente valutare se le cellule nervose impiantate, effettivamente svolgono i compiti normalmente svolti dalla rete”.
Nei loro esperimenti, il team ha trapiantato cellule nervose embrionali dalla corteccia cerebrale in aree lesionate della corteccia visiva di topi adulti. Nel corso delle settimane e mesi seguenti, hanno controllato il comportamento dei neuroni immaturi impiantati mediante microscopia a due fotoni per verificarne la differenziane in cosiddette cellule piramidali, un tipo di cellula che si trova nella zona di interesse. “Il fatto stesso che le cellule sono sopravvissute e hanno continuato a svilupparsi è molto incoraggiante”, osserva Hübener. “Ma stupefatti quando abbiamo osservato più da vicino l’attività elettrica delle cellule trapiantate”.
In uno studio congiunto, Susanne Falkner è stata in grado di dimostrare che le nuove cellule hanno formato le connessioni sinaptiche che i neuroni in quella posizione nella rete normalmente avrebbero prodotto e che hanno risposto agli stimoli visivi.
La squadra poi ha caratterizzato, per la prima volta, un modello più ampio delle connessioni effettuate dai neuroni trapiantati. Sorprendentemente, ha trovato che le cellule piramidali derivate dai neuroni immaturi trapiantati, formano connessioni funzionali con le cellule nervose appropriate in tutto il cervello. In altre parole, questi neuroni trapiantati hanno ricevuto esattamente gli stessi ingressi dei loro predecessori, nella rete. Inoltre, sono stati in grado di elaborare le informazioni e trasmetterle ai neuroni a valle in modo corretto.
“Questi risultati dimostrano che le cellule nervose impiantate si sono integrate con alta precisione in una rete neuronale in cui, in condizioni normali, nuove cellule nervose non sarebbero mai state incorporate”, spiega Götz, il cui lavoro all’ Helmholtz Zentrum e al LMU si concentra sulla ricerca di strategie per sostituire i neuroni danneggiati nel sistema nervoso centrale.
Il nuovo studio rivela che i neuroni immaturi sono in grado di rispondere ai segnali correttamente differenziati nel cervello dei mammiferi adulti e possono colmare le lacune funzionali in una rete neurale esistente.
Fonte: Nature
