(Lesioni nervose-Immagine: fotografia da uno studio della Johns Hopkins Medicine che mostra le giunzioni rigenerate tra i nervi periferici e le loro fibre muscolari nei topi. Modificando i globuli bianchi noti come macrofagi, i ricercatori della Johns Hopkins Medicine sono stati in grado di ottenere il completo recupero dalla lesione ai nervi. Credito: Mithilesh Kumar Jha, Johns Hopkins Medicine).
I nervi periferici, i nervi al di fuori del cervello e del midollo spinale, hanno la capacità di rigenerarsi, ma il tasso di rinnovamento è così lento che molte lesioni nervose portano a un recupero incompleto e a una disabilità permanente per i pazienti. I ricercatori della Johns Hopkins Medicine hanno determinato che i macrofagi, globuli bianchi che circondano e uccidono i microrganismi, rimuovono i tessuti morti e stimolano l’azione di altri soldati del sistema immunitario, possono essere modificati per supportare e accelerare la rigenerazione dei nervi periferici nei topi a seguito di lesioni.
In uno studio pubblicato il 7 settembre 2021 sul Journal of Clinical Investigation, Brett Morrison MD, Ph.D., Professore associato di neurologia presso la Johns Hopkins University School of Medicine, Mithilesh Kumar Jha, Ph.D., ricercatore post-dottorato presso la Johns Hopkins e colleghi, hanno studiato se l’alterazione del metabolismo dei macrofagi nei topi avrebbe avuto un impatto sul recupero dalla lesione del nervo.
Utilizzando manipolazioni genetiche sui macrofagi, i ricercatori hanno determinato che la rimozione di uno specifico trasportatore metabolico (una proteina che facilita il movimento dei metaboliti attraverso le membrane) — il trasportatore monocarbossilato 1 (MCT1) — ritardava il recupero dalla lesione nervosa. Questo è stato accompagnato da alterazioni in diverse funzioni cellulari dei macrofagi, inclusa la capacità di raccogliere cellule estranee o morte e di secernere citochine specifiche (proteine prodotte dalle cellule del sistema immunitario) che comunicano con altre cellule immunitarie per coordinare l’ intero sistema immunitario in risposta alla lesione.
Spiegano gli autori:
“I nervi periferici hanno la capacità di rigenerazione, ma la velocità di rigenerazione è così lenta che molte lesioni nervose portano a un recupero incompleto ea una disabilità permanente per i pazienti. I macrofagi svolgono un ruolo critico nella risposta dei nervi periferici al danno, sia per la degenerazione walleriana che per contribuire alla rigenerazione, e la loro funzione è stata recentemente dimostrata essere dipendente dal metabolismo intracellulare. Ad oggi, l’impatto del loro metabolismo intracellulare sulla rigenerazione dei nervi periferici non è stato studiato. Esame di topi transgenici condizionali con ablazione selettiva della famiglia di portatori di soluti 16, membro 1 ( Slc16a1, che codifica per il trasportatore monocarbossilato 1, MCT1) nei macrofagi, abbiamo scoperto che MCT1 contribuisce al metabolismo, al fenotipo e alla funzione dei macrofagi, in particolare per quanto riguarda la fagocitosi e supporta la rigenerazione dei nervi periferici. Il trasferimento cellulare adottivo di macrofagi wild-type ha migliorato la rigenerazione nervosa alterata nei topi null MCT1 selettivi per i macrofagi. Abbiamo anche sviluppato un modello murino che sovraesprime MCT1 nei macrofagi e abbiamo scoperto che i nervi periferici in questi topi si rigeneravano più rapidamente rispetto ai topi di controllo. Il nostro studio fornisce ulteriori prove che MCT1 ha un importante ruolo biologico nei macrofagi e che le manipolazioni del metabolismo dei macrofagi possono migliorare il recupero da lesioni dei nervi periferici, per le quali attualmente non esistono terapie mediche approvate”.
Immagine Credit Johns Hopkins Medicine
“Di interesse clinico ancora maggiore”, affermano i ricercatori, “è stata la scoperta che l’aumento di MCT1 nei macrofagi ha portato a un miglioramento del recupero in seguito a lesioni dei nervi nei topi”. “È stato sorprendente quanto fosse efficace questo aumento di MCT1”, afferma Morrison. “Siamo stati in grado di accelerare il recupero dalla lesione nervosa aumentando l’MCT1. Questo apre nuove strade per il potenziale trattamento di gravi lesioni nervose che possono verificarsi da traumi come un incidente automobilistico o ferite da arma da fuoco o altro ancora..”.
Spiegano gli autori:
“I nervi periferici hanno la capacità di rigenerazione, ma la velocità di rigenerazione è così lenta che molte lesioni nervose portano a un recupero incompleto ea una disabilità permanente per i pazienti. I macrofagi svolgono un ruolo critico nella risposta dei nervi periferici al danno, sia per la degenerazione walleriana (La degenerazione walleriana (o degenerazione secondaria) è il fenomeno caratterizzato dalla degenerazione e dal riassorbimento del segmento distale di un nervo allorché sia stato sezionato in tutto il suo spessore o anche altrimenti danneggiato per esempio in seguito ad un’infezione virale), che per contribuire alla rigenerazione e la loro funzione è stata recentemente dimostrata essere dipendente dal metabolismo intracellulare. Ad oggi, l’impatto del loro metabolismo intracellulare sulla rigenerazione dei nervi periferici non è stato studiato. Esame di topi transgenici condizionali con ablazione selettiva della famiglia di portatori di soluti 16, membro 1 ( Slc16a1, che codifica per il trasportatore monocarbossilato 1, MCT1) nei macrofagi, abbiamo scoperto che MCT1 contribuisce al metabolismo, al fenotipo e alla funzione dei macrofagi, in particolare per quanto riguarda la fagocitosi e supporta la rigenerazione dei nervi periferici. Il trasferimento cellulare adottivo di macrofagi wild-type ha migliorato la rigenerazione nervosa alterata nei topi null MCT1 selettivi per i macrofagi. Abbiamo anche sviluppato un modello murino che sovraesprime MCT1 nei macrofagi e abbiamo scoperto che i nervi periferici in questi topi si rigeneravano più rapidamente rispetto ai topi di controllo. Il nostro studio fornisce ulteriori prove che MCT1 ha un importante ruolo biologico nei macrofagi e che le manipolazioni del metabolismo dei macrofagi possono migliorare il recupero da lesioni dei nervi periferici, per le quali attualmente non esistono terapie mediche approvate.
Jha afferma che un altro entusiasmante progresso dello studio è stato la dimostrazione che i macrofagi che sono stati purificati all’esterno del corpo e iniettati per via endovenosa nei topi potrebbero avere un impatto sul recupero dei nervi nelle lesioni nervose.
“Questa scoperta potrebbe portare a un trattamento per le lesioni dei nervi periferici, per le quali attualmente non esiste alcuna terapia medica, in cui una persona potrebbe ricevere un’iniezione dei propri macrofagi con livelli sovraregolati [quantità più elevate dall’aumento della produzione] di MCT1“, spiega.
Morrison dice che spera che la ricerca del suo team un giorno verrà applicata agli studi clinici sull’uomo.
“Per la prima volta, abbiamo dimostrato che la manipolazione del metabolismo dei macrofagi può effettivamente accelerare la rigenerazione dei nervi periferici”, afferma Morrison. “Questo è un percorso entusiasmante che potrebbe essere potenzialmente manipolato nei pazienti per trattare le lesioni dei nervi periferici “.
