(Dolore cronico-Immagine:Fan Wang-Credito: M. Scott Brauer).
Gli studi di Fan Wang su come il cervello controlla il dolore potrebbero un giorno portare a nuovi trattamenti che potrebbero aiutare milioni di persone.
Circa 50 milioni di americani soffrono di dolore cronico, che interferisce con la loro vita quotidiana, le interazioni sociali e la capacità di lavorare. La Prof.ssa Fan Wang del MIT vuole sviluppare nuovi modi per alleviare quel dolore, studiando e potenzialmente modificando i meccanismi di controllo del dolore del cervello.
Il suo recente lavoro ha identificato un “interruttore di spegnimento” per il dolore, situato nell’amigdala del cervello. La ricercatrice spera che trovare modi per controllare questo meccanismo possa portare a nuovi trattamenti per il dolore cronico.
“Il dolore cronico è un grave problema sociale”, afferma Wang. “Studiando i neuroni di soppressione del dolore nell’amigdala centrale del cervello, spero di creare un nuovo approccio terapeutico per alleviare il dolore”.
Wang, che è entrata a far parte della facoltà del MIT nel gennaio 2021, è anche il leader di una nuova iniziativa del McGovern Institute for Brain Research che sta studiando la tossicodipendenza, con l’obiettivo di sviluppare trattamenti più efficaci per la dipendenza.
“La prescrizione di oppioidi per il dolore cronico è un importante contributo all’epidemia di oppioidi. Con la pandemia di Covid, penso che la dipendenza e il sovradosaggio stiano peggiorando. Le persone sono più ansiose e cercano farmaci per alleviare tale dolore mentale”, dice Wang. “Come scienziati, è nostro dovere affrontare questo problema”.
Circuiti sensoriali
Wang, cresciuta a Pechino, si descrive come “una bambina nerd” che amava i libri e la matematica. Al liceo ha partecipato a concorsi di scienze, poi ha studiato biologia alla Tsinghua University. È arrivata negli Stati Uniti nel 1993 per iniziare il suo dottorato di ricerca alla Columbia University. Lì, ha lavorato sul tracciamento dei modelli di connessione dei neuroni dei recettori olfattivi nel laboratorio di Richard Axel, che in seguito ha vinto il Premio Nobel per le sue scoperte sui recettori degli odori e su come è organizzato il sistema olfattivo.
Dopo aver terminato il suo dottorato di ricerca, Wang ha deciso di cambiare marcia. Come post-dottorato all’Università della California a San Francisco e poi alla Stanford University, ha iniziato a studiare come il cervello percepisce il tatto.
Nel 2003, Wang è entrata a far parte della facoltà della Duke University School of Medicine. Lì, ha iniziato a sviluppare tecniche per studiare i circuiti cerebrali che sono alla base del senso del tatto, tracciando circuiti che trasportano le informazioni sensoriali dai baffi dei topi al cervello. Ha anche studiato come il cervello integra i movimenti degli organi tattili con i segnali degli stimoli sensoriali per generare la percezione (come l’uso di movimenti di allungamento per percepire l’elasticità).
Mentre continuava i suoi studi sulla percezione sensoriale, Wang si è interessata allo studio della percezione del dolore, ma sentiva di aver bisogno di sviluppare nuove tecniche per affrontarlo. Mentre era alla Duke, ha inventato una tecnica chiamata CANE (cattura di insiemi neurali attivati), che può identificare reti di neuroni che vengono attivate da un particolare stimolo.
Utilizzando questo approccio nei topi, ha identificato i neuroni che si attivano in risposta al dolore, ma sono stati attivati così tanti neuroni nel cervello che non hanno offerto molte informazioni utili. Per capire indirettamente come il cervello controlla il dolore, ha deciso di usare la strategia CANE per esplorare gli effetti dei farmaci usati per l’anestesia generale. Durante l’anestesia generale, i farmaci rendono un paziente privo di sensi, ma Wang ha ipotizzato che i farmaci potrebbero anche interrompere la percezione del dolore.
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“A quel tempo, era solo un’idea folle”, ricorda Wang. “Pensavo che potessero esserci altri meccanismi, che invece di una semplice perdita di coscienza, gli anestetici potrebbero fare qualcosa al cervello che in realtà spegne il dolore”.
Il supporto per l’esistenza di un “interruttore di spegnimento” per il dolore è venuto dall’osservazione che i soldati feriti su un campo di battaglia possono continuare a combattere, essenzialmente bloccando il dolore nonostante le ferite riportate. In uno studio su topi trattati con farmaci anestetici, Wang ha scoperto che il cervello ha questo tipo di interruttore, in una posizione inaspettata: l’amigdala, che è coinvolta nella regolazione delle emozioni. Ha mostrato che questo gruppo di neuroni può spegnere il dolore quando viene attivato e quando viene soppresso, i topi diventano altamente sensibili al normale tocco gentile.
“C’è un livello di attività di base che fa sentire gli animali normali e quando attivi questi neuroni, sentiranno meno dolore. Quando li metterai a tacere, sentiranno più dolore”, dice Wang.
Spegnere il dolore
Quella scoperta, che Wang ha riportato nel 2020, ha sollevato la possibilità di modulare in qualche modo quell’interruttore negli esseri umani per cercare di curare il dolore cronico. Questo è un obiettivo a lungo termine di Wang, “ma è necessario più lavoro per raggiungerlo”, dice. Attualmente, il suo laboratorio sta lavorando all’analisi dei modelli di espressione dell’RNA dei neuroni nel cluster che ha identificato. Sta anche misurando l’attività elettrica dei neuroni e il modo in cui interagiscono con altri neuroni nel cervello, nella speranza di identificare circuiti che potrebbero essere presi di mira per ridurre la percezione del dolore.
Un modo per modulare questi circuiti potrebbe essere quello di utilizzare la stimolazione cerebrale profonda, che prevede l’impianto di elettrodi in determinate aree del cervello. L’ecografia focalizzata, che è ancora nelle prime fasi di sviluppo e non richiede un intervento chirurgico, potrebbe essere un’alternativa meno invasiva.
Un altro approccio che Wang è interessata a esplorare è l’abbinamento della stimolazione cerebrale ad un contesto come guardare un’app per smartphone. Questo tipo di abbinamento potrebbe aiutare ad allenare il cervello a spegnere il dolore utilizzando l’app, senza la necessità della stimolazione originale (stimolazione cerebrale profonda o ultrasuoni).
Fonte:MITnews
