Immagine: le cellule nervose (giallo) generate dalla stessa cellula madre sono organizzate in colonne 3D che si estendono attraverso gli strati della parete intestinale. Credit: Reena Lasrado.
Spesso noto come il ‘secondo cervello‘ per il suo vasto numero di neuroni e connettività complessa, il sistema nervoso enterico ha un ruolo cruciale nel mantenere un intestino sano. Pertanto, capire come è organizzato questo mosaico neurale potrebbe aiutare gli scienziati a trovare nuove terapie per le malattie gastrointestinali comuni.
Grazie ad una nuova ricerca, gli scienziati hanno fatto un importante passo avanti nella comprensione dell’ organizzazione delle cellule nervose presenti all’interno dell’intestino che controllano la sua funzione. una scoperta che potrebbe spiegare l’origine delle malattie gastrointestinali come la sindrome del colon irritabile e la stipsi cronica.
I risultati dello studio, pubblicati in Science, rivelano come il sistema nervoso enterico – una rete caotica di mezzo miliardo di cellule nervose e molte altre cellule di supporto all’interno della parete intestinale – si forma durante lo sviluppo dei topi.
La ricerca è stata condotta dal Francis Crick Institute in collaborazione con l’Università di Leuven, Stanford University, l’Istituto Hubrecht e l’Istituto Quadram Bioscience.
“La parete intestinale è la patria di molti tipi di cellule nervose che sembrano essere distribuite in modo casuale”, dice Vassilis Pachnis, Group Leader presso l’Istituto Francis Crick. “Ma nonostante questo caos, le reti neurali dell’intestino sono responsabili di funzioni ben organizzate e stereotipate come la produzione di acido dello stomaco, il movimento del cibo lungo l’intestino, la comunicazione con le cellule immunitarie e batteri e la comunicazione intestino/cervello. Noi abbiamo voluto scoprire come un’ attività organizzata emerge da un tale sistema caotico”.
(Vedi anche: La sindrome da stanchezza cronica è nel vostro intestino e non nella vostra testa).
Durante lo sviluppo, una popolazione unica e dinamica di cellule conosciute come cellule progenitrici si dividono per produrre copie di se stesse che possono poi generare molti altri tipi di cellule. Con l’ utilizzo di strumenti genetici, il team di ricerca ha etichettato singole cellule progenitrici del sistema nervoso enterico con colori unici e seguito i loro discendenti contrassegnati con lo stesso colore durante lo sviluppo e nell’animale adulto. Esaminando il tipo di cellule prodotte da singoli progenitori, si possono comprendere le loro proprietà.
I ricercatori hanno scoperto che alcuni progenitori producono solo cellule nervose, altri invece producono solo cellule nervose di supporto chiamate glia. Neuroni e glia provenienti dallo stesso genitore sono vicini e formano gruppi relativamente ristretti di cellule. I gruppi di cellule che discendono da diverse, ma vicine cellule madre, sono sovrapposti come un diagramma di Venn che potrebbe essere visualizzato sulla superficie intestinale. È interessante notare che questo stretto rapporto è conservato dai discendenti di singoli progenitori in tutti gli strati della parete intestinale, così da formare colonne sovrapposte di cellule.
“Abbiamo scoperto un insieme di regole che controllano l’organizzazione del ‘secondo cervello’ non solo lungo un unico strato dell’ intestino, ma attraverso lo spazio 3-D della parete intestinale”, spiega Reena Lasrado, primo autore dell’articolo e ricercatore del laboratorio di Vassil.
Il team ha indagato se questa intricata struttura del sistema nervoso enterico contribuisce anche all’ attività delle cellule nervose nell’intestino.
“Una stimolazione elettrica sottile nel sistema nervoso enterico ha dimostrato che le cellule nervose generate dalla stessa cellula madre, rispondono alla stimolazione in sincronia”, dice Vassilis. “Questo suggerisce che le relazioni evolutive tra le cellule del sistema nervoso enterico dei mammiferi sono fondamentali per la regolazione neurale della funzione intestinale”.
“Ora che abbiamo una migliore comprensione di come il sistema nervoso enterico è costruito e opera, possiamo iniziare a guardare a ciò che accade quando le cose vanno mal, in particolare durante le fasi critiche dello sviluppo embrionale o nei primi anni di vita. Forse errori nel progetto utilizzato per costruire le reti neurali dell’intestino sono alla base di problemi gastrointestinali comuni “.
Fonte: Science
