In seguito a un infortunio, come uno schiacciamento traumatico, il sistema nervoso periferico è spesso in grado di rigenerarsi efficacemente. Questa capacità di rigenerazione è principalmente attribuibile alle cellule di Schwann del sistema nervoso periferico. Queste cellule sono possono trasformarsi in cellule di riparazione quando necessario.
Sfortunatamente, la rigenerazione delle cellule nervose può essere inefficiente in alcuni casi. Un team di ricercatori della Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) ha recentemente scoperto un meccanismo che rallenta il processo di recupero del sistema nervoso periferico.
“Responsabile di questo è una proteina chiamata istone deacetilasi 8 o HDAC8 in breve“, ha spiegato la neurobiologa Professoressa Claire Jacob della JGU. “Questa proteina è espressa nelle cellule di Schwann. Se rimuoviamo HDAC8, la rigenerazione avviene più rapidamente”.
È interessante notare che l’HDAC8 è prodotto specificamente nelle cellule di Schwann che circondano i neuroni sensoriali che trasmettono informazioni sulle sensazioni, come il tatto, la temperatura e il dolore. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications.
Dopo le lesioni, le cellule di Schwann diventano la “task force di riparazione” che ripristina gli assoni
Il sistema nervoso periferico deve in gran parte la sua capacità di rigenerarsi all’elevato livello di plasticità delle cellule di Schwann. Le cellule di Schwann, note anche come neurolemmociti, forniscono la guaina mielinica che protegge gli assoni delle cellule nervose.
Le cellule di Schwann diventano attive immediatamente dopo una lesione e si trasformano in cellule di riparazione che rilasciano proteine chiamate neurotrofine.
Di conseguenza, gli assoni danneggiati, le lunghe e sottili proiezioni delle cellule nervose, possono ricrescere ed essere ricondotti ai loro precedenti obiettivi. Una volta raggiunti i loro obiettivi, le cellule di Schwann rimielinizzano gli assoni rigenerati, portando a un recupero funzionale di successo. Questo processo tende a essere particolarmente efficiente nei giovani individui.
In determinate circostanze, tuttavia, quando c’è un ampio spazio tra gli assoni danneggiati e i loro bersagli previsti o nelle persone anziane, la reinnervazione può fallire parzialmente o completamente.
“È quindi importante per noi comprendere i meccanismi che stanno alla base della plasticità delle cellule di Schwann e determinarne la funzione“, ha aggiunto il professor Jacob, a capo del gruppo di ricerca di neurobiologia cellulare presso la JGU.
Il suo team ha ora scoperto che HDAC8 contrasta la conversione delle cellule di Schwann nel loro fenotipo di riparazione. Questo processo di trasformazione è in una certa misura innescato dall’interruzione dell’apporto di ossigeno che avviene automaticamente in caso di danno al sistema nervoso periferico.
“Se ci liberiamo dell’inibitore, ovvero HDAC8, gli assoni sensoriali ricrescono più velocemente e la funzione sensoriale viene ripristinata prima. Infatti, l’intero processo diventa molto più efficiente”, ha sottolineato Jacob.
Ruolo dell’HDAC8 in relazione alle cellule di Schwann precedentemente sconosciuto
I ricercatori sono rimasti sorpresi nello scoprire che l’HDAC8 in realtà regola specificamente il processo nelle cellule di Schwann che interagiscono con gli assoni sensoriali e quindi controlla la rigenerazione degli assoni sensoriali e il recupero delle funzioni sensoriali.
“Per noi era una novità. Sapevamo che in caso di lesione del sistema nervoso periferico, le cellule di Schwann cambiano la loro identità e si trasformano nel loro fenotipo di riparazione. Ma si è scoperto che ciò avviene in modo diverso nelle cellule di Schwann sensoriali e motorie“.
Secondo il professor Jacob, queste nuove scoperte sollevano molte questioni concettuali. Ad esempio, perché le cellule di Schwann hanno un tale meccanismo? Una possibile spiegazione potrebbe essere correlata alla mancanza di ossigeno, la cosiddetta ipossia, dopo una lesione. In questo caso, l’ipossia promuove la formazione di nuovi vasi sanguigni e HDAC8 potrebbe essere un regolatore della formazione dei vasi sanguigni. Il passo successivo potrebbe essere un farmaco che rimuove la proteina HDAC8, ne impedisce la produzione o ne inibisce la funzione in questo processo.
Legg anche:Il propionato protegge le cellule nervose e le aiuta a rigenerarsi
Focus della ricerca: rigenerazione del sistema nervoso
Le lesioni e la rigenerazione del sistema nervoso sono al centro della ricerca di Jacob da 20 anni. Sono anche oggetto di un nuovo progetto di ricerca iniziato all’inizio del 2025. Il team che lavora a questo progetto, intitolato Interactive Biomaterials for Neural Regeneration (InteReg), è composto da ricercatori provenienti dai campi della neurobiologia, neuroimmunologia, chimica e ricerca sui polimeri. Il loro obiettivo è produrre biomateriali sintetici progettati con precisione che possano essere utilizzati nel trattamento di malattie e disturbi neurologici.
Il professor Jacob è il portavoce di InteReg e membro della rete di ricerca CoM2Life—Communicating Biomaterials: Convergence Center for Life-Like Soft Materials and Biological Systems.
Ulteriori informazioni: Nature Communications