Nervo ottico-Immagine Credit Public Domain-
Il nervo ottico, che è parte del sistema nervoso centrale (SNC), non può rigenerarsi se danneggiato, nei mammiferi adulti. Attualmente non sono disponibili misure facilmente traducibili per la riparazione di un nervo ottico gravemente danneggiato. “In questo studio abbiamo dimostrato che il fattore neurotrofico ciliare (CNTF)-chitosano ha consentito la ricostruzione e il recupero funzionale del sistema visivo del ratto adulto, facendo così luce sul potenziale clinico per la riparazione del nervo ottico gravemente danneggiato.
Spiegano gli autori tra cui Xiao Liu, Fei Hao del Dipartimento di Neurobiologia, Scuola di Scienze Mediche di Base, Capital Medical University, 100069, Pechino, Cina e colleghi:
“In questo studio, abbiamo prima esaminato la cinetica di rilascio di CNTF da CNTF-chitosano. Alla temperatura fisiologica, il CNTF-chitosano potrebbe rilasciare CNTF continuamente per 12 settimane. Successivamente, abbiamo studiato l’effetto del CNTF-chitosano sulla rigenerazione assonale delle cellule gangliari della retina (RGC). Sette settimane dopo la transezione del nervo ottico (rimozione di un nervo ottico lungo 1 mm), abbiamo iniettato la subunità B della tossina del colera (CTB) coniugata con Alexa-Fluor-555 nel vitreo dell’occhio per tracciare gli assoni RGC ( assoni delle cellele gangliari della retina) rigenerati. Nel gruppo senza trattamento con CNTF-chitosano, pochissimi assoni CTB + sono germogliati a breve distanza dal moncone del nervo ottico prossimale con traiettorie di estensione disordinate: gli assoni sono stati trovati nella parte centrale del sito della lesione e nel moncone del nervo ottico distale.
Tuttavia, nel gruppo CNTF-chitosano, molti assoni CTB + sono cresciuti dal moncone del nervo ottico prossimale, con evidente direzionalità e si sono estesi distalmente a forma di cono per formare un fascio nervoso. Gli assoni CTB + sparsi sono stati osservati attorno al CNTF-chitosano non degradato nel sito della lesione in diverse forme, come la biforcazione degli assoni, il ritorno assonale e la formazione dell’anello. Gli assoni RGC rigenerati non solo sono passati attraverso il sito della lesione, ma sono anche cresciuti nel nervo ottico degenerato distale. Quando gli assoni rigenerati sono cresciuti nel moncone del nervo ottico distale, la maggior parte degli assoni ha terminato la crescita subito dopo.
È interessante notare che abbiamo scoperto che un gran numero di assoni CTB + formava un fascio nervoso e cresceva verso l’interno dal lato laterale del nervo ottico distale. La rigenerazione degli assoni RGC è stata accompagnata dalla mielinizzazione. La microscopia elettronica a trasmissione ha mostrato che, nel gruppo CNTF-chitosano, è stato trovato un tipico fascio di piccoli nervi nella parte centrale del sito della lesione, che mostra diversi livelli di mielinizzazione assonale. Intorno al moncone distale, sono stati visti più fasci nervosi formati dagli assoni mielinizzati separati dal nervo ottico degenerato.
Gli assoni RGC rigenerati si sono estesi ulteriormente al chiasma ottico dopo aver attraversato il sito della lesione. Gli assoni CTB + possono essere visti crescere lateralmente nel nervo ottico. Il chiasma ottico è una regione difficile da attraversare per gli assoni RGC rigenerati. Nella zona di transizione nervo ottico/chiasma (OCTZ) e nella regione centrale, alcuni assoni rigenerati hanno mostrato ritorni assonali. Alcuni assoni sono cresciuti in modo ectopico nell’ipotalamo ventrale e nel nervo ottico normale controlaterale. La maggior parte degli assoni passava attraverso il chiasma ottico al tratto ottico controlaterale, con alcuni che andavano al tratto omolaterale.
Ricollegare gli assoni RGC rigenerati con i nuclei visivi nel cervello pone le basi anatomiche per il ripristino delle funzioni visive. Nel gruppo CNTF-chitosano, gli assoni RGC rigenerati proiettavano ai tratti ottici bilaterali e terminavano nei nuclei visivi nel cervello, inclusi il nucleo soprachiasmatico (SCN), il nucleo terminale mediale (MTN), il nucleo genicolato laterale (LGN), il nucleo pretectale olivare nucleo (OPN) e collicolo superiore.
La microscopia immunoelettronica ha ulteriormente confermato che i terminali CTB + assone (etichettati con nanoparticelle d’oro) formavano connessioni sinaptiche con i dendriti neuronali.
Anche il CNTF-chitosano ha dimostrato il suo ruolo nella protezione delle RGC.
Il ripristino delle funzioni visive è l’obiettivo finale di questo studio. Abbiamo utilizzato il potenziale evocato visivo flash (F-VEP), il riflesso pupillare alla luce (PLR), la preferenza luce-scuro (DLP) e il test della scogliera visiva per valutare il recupero delle funzioni visive nei ratti. Dopo l’adattamento al buio, i ratti ricevevano continuamente stimoli luminosi e i cambiamenti della pupilla venivano registrati entro un minuto. Nel gruppo CNTF-chitosano, sette ratti hanno ripetuto la costrizione e la dilatazione della pupilla durante il processo di registrazione (la pupilla di Marcus Gunn). Alla fine delle registrazioni, queste pupille sono rimaste moderatamente ristrette. Quindi, abbiamo eseguito il DLP. Nel gruppo CNTF-chitosano, la maggior parte dei ratti è stata in grado di completare il compito. Infine, abbiamo esaminato il test del precipizio visivo. I ratti nel gruppo CNTF-chitosano sono rimasti nell’estremità superficiale per l’82,9% del tempo durante l’intero test, vicino a quello del gruppo di controllo fittizio.
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Per riassumere:
Il CNTF-chitosano non solo ha indotto la rigenerazione a lunga distanza degli assoni RGC, ma ha anche parzialmente ripristinato le funzioni visive. Questo grado di rigenerazione del nervo ottico è stato raramente segnalato prima. La rigenerazione assonale a lunga distanza dopo una lesione del sistema nervoso centrale rimane impegnativa. Questo studio ha confermato che il CNTF-chitosano può riparare con successo il sistema visivo dei mammiferi adulti, indicando così una nuova direzione per la rigenerazione del sistema nervoso centrale.
Fonte: Nature
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