Immagine: immagine al microscopio di neuroni di topo (grigio), con mitocondri etichettati in rosso e verde. Credito: MPI f. Biologia dell’invecchiamento / E. Motori.
Un recente studio pubblicato su Science Advances, condotto da ricercatori del Karolinska Institutet e del Max Planck Institute, mostra che i neuroni possono contrastare la degenerazione e promuovere la loro sopravvivenza adattando il loro metabolismo.
La scoperta sfida la visione di vecchia data che sostiene che i neuroni non possono regolare il loro metabolismo e quindi degenerano irreversibilmente. Questi risultati possono contribuire allo sviluppo di approcci terapeutici per pazienti con malattie mitocondriali e altri tipi di neurodegenerazione, come il morbo di Parkinson.
I mitocondri sono le centrali elettriche delle nostre cellule e svolgono un ruolo importante nel fornire energia per il normale funzionamento dei tessuti del nostro corpo. Le cellule nervose dipendono particolarmente dai mitocondri per la loro attività. Un numero crescente di prove ha collegato la disfunzione mitocondriale ad alcune delle forme più devastanti di neurodegenerazione, come il morbo di Parkinson, diverse atassie e diverse neuropatie periferiche.
Tuttavia, nonostante l’impulso a trovare strategie per prevenire o arrestare la neurodegenerazione, la nostra comprensione degli eventi precisi alla base della morte neuronale causata dalla disfunzione mitocondriale è molto limitata.
I neuroni sono generalmente considerati come cellule a differenziazione terminale con una capacità molto limitata o nulla di adattare il loro metabolismo energetico a condizioni difficili. Per alcune malattie neurologiche ci sono ampie prove che la disfunzione mitocondriale può essere tollerata per lunghi periodi di tempo. I ricercatori si sono quindi posti la domanda se i neuroni degenerati possano attivare un programma di resilienza metabolica.
“Abbiamo ideato un approccio innovativo per purificare i neuroni degenerati dal cervello del topo e per analizzare il contenuto proteico globale, il proteoma, di questi neuroni. Inaspettatamente, i dati proteomici hanno mostrato l’esistenza di un programma metabolico specifico per neuroni coordinato con precisione che viene attivato in risposta alla disfunzione mitocondriale“, afferma Nils-Göran Larsson, autore corrispondente dello studio e Professore presso il Dipartimento di Biochimica e Biofisica Medica del Karolinska Institutet.
Il ricablaggio metabolico rende i neuroni resistenti alla degenerazione
In particolare, gli autori hanno identificato una forma di ricablaggio metabolico (anaplerosi del ciclo di Krebs) che rende i neuroni resistenti a una degenerazione altrimenti molto rapida. In precedenza si pensava che questo tipo di adattamento metabolico si verificasse solo nei tessuti periferici o nelle cellule di supporto (cellule gliali) nel cervello. La scoperta che i neuroni possono indurre anaplerosi potrebbe ulteriormente dimostrare che la stessa aveva un ruolo protettivo. Quando l’anaplerosi è stata bloccata infatti, i neuroni sono morti a un ritmo molto più veloce e la malattia è diventata più grave.
L’identificazione di alcune forme di ricablaggio metabolico nei neuroni disfunzionali fornisce nuove intuizioni meccanicistiche sui processi che portano alla neurodegenerazione. Sulla base di queste nuove scoperte, gli autori sperano che sia possibile sviluppare approcci terapeutici per prolungare la sopravvivenza neuronale e migliorare la funzione nei pazienti con malattie mitocondriali e altri tipi di neurodegenerazione.
Fonte: Science Advances
