Perossido di idrogeno/Studio-Immagine: Rieger si trova nella struttura Zebrafish dell’Università di Miami nel campus di Coral Gables. Credito: Jennifer Vega-
Ampiamente utilizzato per la moderna ricerca biomedica, il pesce zebra condivide oltre il 70% del genoma umano e possiede l’impressionante potere di rigenerazione. La ricerca della Dott.ssa Sandra Rieger sulla rigenerazione delle appendici e sui danni ai nervi presso l’Università di Miami ha utilizzato per anni il pesce zebra.
Ora, in un recente studio pubblicato negli Atti della National Academy of Science (PNAS), Rieger utilizza ancora una volta queste meraviglie naturali con innata capacità di guarigione per espandere la sua ricerca sul potenziale rigenerativo del perossido di idrogeno nella riparazione delle ferite e nella rigenerazione dei nervi.
In qualità di ricercatore post-dottorato presso l’Università della California, a Los Angeles, Rieger ha fatto la rivoluzionaria scoperta che il perossido di idrogeno viene prodotto nell’epidermide ed è responsabile della promozione della rigenerazione dei nervi dopo una lesione.
Rieger, che attualmente è Professore associato di biologia presso il College of Arts & Sciences, ha dichiarato: “È stata una grande scoperta, ma all’epoca non conoscevamo gli esatti meccanismi molecolari che guidavano la rigenerazione dei nervi dopo l’infortunio”.
Nel suo ultimo studio, Rieger e i suoi colleghi hanno studiato come il perossido di idrogeno stimola la rigenerazione dei nervi. Con l’aiuto dell’etichettatura fluorescente delle proteine nel pesce zebra e dell’analisi dei mutanti, hanno i ricercatori utilizzato l’imaging time-lapse per studiare questo processo.
“L’imaging time-lapse fornisce una visione dettagliata dei processi biologici e delle relazioni tra nervi e pelle, nonché di come queste interazioni portino alla rigenerazione“, ha spiegato Rieger. “I risultati che abbiamo cercato risponderanno alla domanda su come la pelle influisce sulla rigenerazione, poiché la pelle è così importante nella produzione di fattori essenziali per il processo di rigenerazione”.
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Lo studio ha essenzialmente scoperto che il perossido di idrogeno reagisce al recettore del fattore di crescita epidermico (EGFR) nella pelle, che è essenziale per il rimodellamento della pelle e aiuta la ricrescita dei nervi nella ferita. “Questo è vitale per il ripristino della pelle”, ha detto Rieger. “Tuttavia, abbiamo scoperto che se il perossido di idrogeno non è presente nei neuroni, anche le terminazioni nervose non possono rigenerarsi”, ha spiegato Rieger. “Sembra che sia i neuroni che la pelle richiedano il perossido di idrogeno per coordinare la rigenerazione delle loro terminazioni nervose”.
Spiegano gli autori:
“La guarigione delle ferite cutanee dipende dalla reinnervazione degli assoni della pelle, tuttavia i meccanismi rimangono in gran parte sfuggenti a causa della mancanza di modelli adeguati che consentano di analizzare le interazioni tissutali negli organismi intatti. Per risolvere questo problema, abbiamo utilizzato l’imaging time-lapse di zebrafish e mostrato un duplice ruolo delle NADPH ossidasi nella de- e rigenerazione degli assoni. La formazione di perossido di idrogeno dipendente da Duox1 e l’ossidazione del recettore del fattore di crescita epidermico sono essenziali per la reinnervazione epidermica attraverso il rimodellamento della matrice.
Al contrario, gli enzimi Nox partecipano alla degenerazione degli assoni, per cui la perdita di una subunità richiesta per l’attivazione di Nox1-4, p22Phox, ritarda la degenerazione walleriana e promuove la fusione assonale. Questi risultati potrebbero aiutare nello sviluppo terapeutico per i pazienti con difetti di guarigione delle ferite e rigenerazione degli assoni o nella prevenzione della degenerazione degli assoni”.
Nel 2011, Rieger ha pubblicato il suo primo studio come ricercatrice postdottorato; ora, quasi un decennio dopo, ha portato avanti questo lavoro e ha fatto più luce sulle funzioni molecolari del perossido di idrogeno nello stimolare la rigenerazione dei nervi. Si spera che questa ricerca apra la strada a studi futuri che portino a migliori terapie per ripristinare le funzioni della pelle e del sistema nervoso.
Lo studio è ora disponibile online su PNAS.
Fonte: PNAS
