Il cervello del minuscolo verme rotondo Caenorhabditis elegans è semplice, ma può comunque fornire informazioni sulle condizioni neurologiche umane. Credito: Peter Rodriguez, Ph.D.
Cosa può rivelare un piccolo verme sull’Alzheimer e altri disturbi neurologici umani? Molto, a quanto pare, secondo Randy Blakely, direttore esecutivo dello Stiles-Nicholson Brain Institute (FAU SNBI) della Florida Atlantic University.
L’ottantatré percento delle proteine in Caenorhabditis elegans ha una controparte umana. Manipolare il genoma in questo verme è più semplice e veloce che in molti altri organismi modello e fornisce informazioni cruciali sui meccanismi delle malattie umane. Il modello è così importante che il suo utilizzo ha alimentato il lavoro di otto premi Nobel, tra cui due in Fisiologia o Medicina nel 2024.
Blakely e i suoi colleghi hanno scoperto di recente una proteina in C. elegans che svolge un ruolo cruciale nel controllo dell’omeostasi del rame. I vermi (e gli esseri umani) hanno bisogno di rame, ma solo in quantità molto piccole. Troppo può danneggiare le cellule, quindi i livelli di rame sono sotto stretto controllo. “Questa proteina è così importante che senza di essa, l’intero corpo del verme diventa incapace di sostenere la produzione di energia, combattere lo stress metabolico e, in definitiva, mantenere in vita i suoi neuroni“, spiega.
Il gruppo di Blakely ha anche scoperto dei cambiamenti nel cervello del topo quando la versione murina del gene del verme viene interrotta. Inoltre, la versione umana di questa proteina è un fattore di rischio per una forma comune di malattia di Alzheimer. “La nostra scoperta nei vermi potrebbe un giorno portare a nuovi modi per combattere l’Alzheimer e le malattie correlate“, prevede Blakely.
Questo lavoro rappresenta uno dei numerosi e diversificati percorsi di ricerca strategica che i tirocinanti esplorano presso la FAU SNBI, che ospita un programma di dottorato in neuroscienze. Gli studenti esplorano tutto, dagli effetti neuroprotettivi del bilinguismo sull’invecchiamento, allo sviluppo di nuovi trattamenti per la depressione, il PTSD e le malattie neurodegenerative, alla modellazione computazionale di proteine, plasticità sinaptica e reti neurali.
L’Istituto descrive il suo lavoro come “molecole per la mente”, ovvero come i neuroni e le reti nel cervello influenzano i disturbi cerebrali e viceversa. Non è specializzato in nessuna malattia o area di ricerca in particolare. “Uno dei nostri maggiori successi è la creazione di un Istituto che affronta un programma ampio, ma strategico”, afferma Blakely. “Forniamo ai tirocinanti, dagli studenti universitari ai post-doc, una formazione integrativa che supera i confini tradizionali e incoraggia l’assunzione di rischi e la collaborazione“.
Le differenze possono creare grandezza
“Questa diversità è uno dei maggiori punti di forza dell’Istituto”, afferma Corinne Lasmézas, Direttrice del David and Lynn Nicholson Center for Neurodegenerative Disease Research, che esplora condizioni come l’Alzheimer, il Parkinson e la sclerosi laterale amiotrofica (SLA). “L’Istituto rappresenta una concentrazione di scienziati determinati a far progredire il campo affrontando le malattie cerebrali da diverse angolazioni”, aggiunge.
La FAU SNBI potrebbe essere giovane, ma Lasmézas nota che “L’eccellenza è in mostra: risultati epocali nei campi dei fattori di rischio dell’Alzheimer, del ruolo dell’esercizio fisico sulla salute del cervello, della neuroinfiammazione e dei nuovi approcci terapeutici, tra gli altri”.
Il suo lavoro ha contribuito alla reputazione dell’Istituto come luogo di ricerca pionieristica. Lei e i suoi collaboratori hanno identificato diversi target terapeutici e molecole per l’Alzheimer, il Parkinson, la SLA e le malattie da prioni come la Creutzfeldt-Jakob.
“SNBI è una “casa naturale” per questa ricerca”, dice. “La visione del mio laboratorio è quella di identificare i target delle malattie che sono potenziali punti di intervento e tradurre questa conoscenza nello sviluppo di nuovi approcci terapeutici, fino ai test sulle persone colpite”.
L’intelligenza artificiale e il futuro delle neuroscienze
Il Center for the Future Mind di Susan Schneider è un altro esempio dell’ampia gamma di attività dell’Istituto. Il centro, fondato quattro anni fa, una collaborazione tra SNBI e il College of Arts and Letters della FAU, è rapidamente diventato un attore nel dibattito sul futuro dell’intelligenza. A cavallo tra scienza e discipline umanistiche, il centro è in grado di promuovere collaborazioni uniche. “C’è molta interdisciplinarità entusiasmante che siamo in grado di generare nei campus”, afferma Schneider, il Direttore fondatore. “È importante per noi guardare dove stanno andando le cose e pensare alle questioni etiche e sociali, nonché testare i concetti di base utilizzando rigore filosofico”.
Schneider, Prof.ssa di filosofia, sta lavorando al suo progetto interdisciplinare con il neuroscienziato e co-Direttore dell’SNBI Chad Forbes, esaminando come gli algoritmi dei social media influenzano la funzione cerebrale e come i grandi modelli linguistici potrebbero fornire spunti sulla dipendenza dai social media. “L’obiettivo è cercare di far emergere il meglio di noi, così come il meglio dell’intelligenza artificiale futura, in modo che la collaborazione uomo-macchina sia più fruttuosa”, afferma.
Oltre che per la ricerca, il Centro è diventato famoso anche per la sua grande conferenza annuale, Mindfest, che lo scorso anno ha visto come relatore principale il Direttore del laboratorio di calcolo quantistico di Google e a cui hanno partecipato membri del Congresso.
Contatto intelligente
SNBI incoraggia il dialogo e la divulgazione anche in altri modi, ed è orgogliosa del suo rapporto con la comunità locale. Docenti e studenti tengono discorsi ‘Brainy Days’ nel campus e negli Istituti locali, e attraverso il loro programma MobileMinds, docenti, personale e studenti SNBI lavorano con bambini in comunità svantaggiate per incoraggiarli a prendere in considerazione carriere STEM, tra le altre iniziative.
I programmi di sensibilizzazione pubblica di SNBI offrono conoscenze STEM di livello mondiale agli studenti delle comunità svantaggiate. Da sinistra: Randy D. Blakely; Nicole Baganz; David Cinalli; Jana Strickler; Paula Kurdziel; Samantha McGovern; Daniel Nemeth. Credito: Florida Atlantic University
Blakely stesso è spesso quello dietro il podio, a spiegare le ultime ricerche sul cervello del suo team o la sua esperienza personale con le sfide della salute mentale. Suo padre morì suicida quando Blakely era bambino, ma non scoprì la vera causa della morte del padre fino al college. Quando lo fece, cambiò il corso della sua carriera. Lo aiutò anche a dare un senso alla sua diagnosi. “A quel punto sapevo sia che questa condizione non era un difetto caratteriale, sia quanto potesse essere pericolosa”.
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La sua storia personale spinge le sue passioni a comprendere la neuroscienza dei disturbi mentali a un livello fondamentale e a condividere la sua storia. “Il suo lavoro di sensibilizzazione ha avuto un impatto“, afferma Schneider. “Ho partecipato a molti dei suoi eventi con la comunità delle malattie mentali ed è stato molto toccante”.
Schneider attribuisce alla passione di Blakely la rapida crescita dell’SNBI di otto anni in una calamita per le neuroscienze. “Lo sta dirigendo dal cuore per cercare di curare malattie che colpiscono così tante famiglie”, afferma.
Fonte: Nature