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Gli scienziati rigenerano i neuroni nei topi con lesioni del midollo spinale e danni ai nervi ottici.
Come le linee elettriche in una griglia elettrica, le lunghe proiezioni nervose che crescono verso l’esterno dai neuroni – strutture note come assoni – formano reti di comunicazione interconnesse che corrono dal cervello a tutte le parti del corpo.
Ma a differenza di un’interruzione in una linea elettrica, che può essere riparata, un’interruzione in un assone è permanente. Ogni anno migliaia di pazienti affrontano questa realtà, affrontando perdite per tutta la vita nella sensazione e nella funzione motoria a causa di lesioni del midollo spinale e condizioni correlate in cui gli assoni sono gravemente danneggiati o recisi.
Una nuova ricerca condotta da scienziati della Lewis Katz School of Medicine Temple University (LKSOM) mostra, tuttavia, che è possibile ottenere miglioramenti nel recupero funzionale da queste lesioni, grazie a una molecola nota come Lin28, che regola la crescita cellulare. In uno studio pubblicato online sulla rivista Molecular Therapy, i ricercatori descrivono la capacità di Lin28 – quando espressa al di sopra dei suoi livelli abituali – di alimentare la ricrescita degli assoni nei topi con lesioni del midollo spinale o del nervo ottico, consentendo la riparazione della griglia di comunicazione del corpo.
“I nostri risultati mostrano che Lin28 è un importante regolatore della rigenerazione degli assoni e un promettente bersaglio terapeutico per le lesioni del sistema nervoso centrale“, ha spiegato Shuxin Li, MD, Ph.D., Professore di anatomia e biologia cellulare nel Centro di ricerca pediatrica degli Ospedali Shriners alla Lewis Katz School of Medicine della Temple University e ricercatore senior sul nuovo studio.
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La ricerca è la prima a dimostrare la capacità rigenerativa della upregulation di Lin28 nel midollo spinale ferito degli animali.
“Ci siamo interessati a Lin28 come obiettivo per la rigenerazione dei neuroni perché agisce come un guardiano dell’attività delle cellule staminali”, ha affermato il Dott. Li. “Controlla l’interruttore che mantiene le cellule staminali o consente loro di differenziarsi e potenzialmente contribuire ad attività come la rigenerazione degli assoni”.
Per esplorare gli effetti di Lin28 sulla ricrescita degli assoni, il Dr. Li e colleghi hanno sviluppato un modello murino in cui gli animali esprimevano maggiori livelli di Lin28 in alcuni dei loro tessuti. Quando sono cresciuti, gli animali sono stati divisi in gruppi che hanno subito lesioni al midollo spinale o lesioni ai tratti del nervo ottico che si collegano alla retina nell’occhio. Un altro gruppo di topi adulti, con normale espressione di Lin28 e lesioni simili, è stato sottoposto a iniezioni di un vettore virale (un tipo di portatore) per Lin28 per esaminare gli effetti diretti della molecola sulla riparazione dei tessuti.
A livelli extra, Lin28 ha stimolato la rigenerazione degli assoni a lunga distanza in tutti i casi, sebbene gli effetti più evidenti siano stati osservati dopo l’iniezione post-infortunio di Lin28. Nei topi con lesioni del midollo spinale, l’iniezione di Lin28 ha provocato la crescita degli assoni a oltre tre millimetri oltre l’area del danno agli assoni, mentre negli animali con lesione del nervo ottico, gli assoni sono stati rigenerati per l’intera lunghezza del tratto del nervo ottico. La valutazione delle capacità di camminare e sensoriali dopo il trattamento con Lin28 ha rivelato miglioramenti significativi nella coordinazione e nella sensazione. “Abbiamo osservato molta ricrescita degli assoni, che potrebbe essere molto significativa dal punto di vista clinico, poiché attualmente non esistono trattamenti rigenerativi per le lesioni del midollo spinale o delle lesioni del nervo ottico”, ha spiegato il Dott. Li.
Uno dei suoi obiettivi a breve termine è quello di identificare un mezzo sicuro ed efficace per portare Lin28 ai tessuti feriti nei pazienti umani. Per fare ciò, il suo team di ricercatori dovrà sviluppare un vettore o sistema portante per Lin28, che può essere iniettato sistemicamente e quindi affinato su assoni feriti per consegnare la terapia direttamente a più popolazioni di neuroni danneggiati.
Il Dr. Li vuole inoltre decifrare i dettagli molecolari della via di segnale Lin28. “Lin28 si associa strettamente ad altre molecole di segnalazione della crescita e sospettiamo che utilizzi molteplici percorsi per regolare la crescita cellulare”, ha spiegato il ricercatore. Queste altre molecole potrebbero potenzialmente essere impacchettate insieme a Lin28 per aiutare la riparazione dei neuroni.
