Immagine: Eric Morrow. Credito: Peter Goldberg.
Un nuovo tipo di topo geneticamente modificato e un’innovazione nel modo di monitorare quei topi durante la ricerca, hanno gettato nuova luce sullo sviluppo iniziale di una forma ereditaria di sclerosi laterale amiotrofica (SLA).
Un team internazionale di scienziati, tra cui quattro della Brown University, ha condotto dei test utilizzando un topo “knock-in” che trasportava un gene per una proteina mutante chiamata TDP-43, che causa una forma di SLA ereditata negli esseri umani.
Nello studio pubblicato sulla rivista Nature Neuroscience, i ricercatori hanno scoperto che le disfunzioni comportamentali, cognitive e strutturali nel nuovo modello murino di SLA e un disturbo correlato, la demenza frontotemporale (FTD), erano evidenti molto prima della degenerazione neuronale che si verifica in ritardo in queste malattie. Molti neuroni inibitori sono stati persi all’inizio dello sviluppo della SLA, che è in netto contrasto con altre malattie degenerative in cui la maggior parte delle prime perdite riguardano i neuroni eccitatori.
( Vedi anche:Nuovo gene implicato nello sviluppo della SLA rivela il ruolo del citoscheletro nella malattia).
Pertanto, i risultati aprono la strada per scoprire e testare potenziali terapie per la SLA mirate alle prime fasi della malattia, quando il trattamento è più probabile che sia efficace.
“Questo studio rivela nuovi percorsi nelle prime fasi della SLA-FTD e apre la strada allo sviluppo di nuove classi di farmaci per combattere questa terribile malattia”, ha detto Justin Fallon, Professore di neuroscienze presso la Brown e ricercatore presso il Brown Institute for Brain Science e uno degli autori dello studio.
La ricerca è parte di uno sforzo per sviluppare una più solida comprensione dei difetti dei neuroni nella fase iniziale della SLA ch e precedono la perdita del controllo motorio. I risultati saranno la base per ulteriori ricerche sulla malattia e potrebbero aprire la strada allo sviluppo di nuove terapie.
Fallon ha detto che oltre al valore dei risultati stessi, lo studio dimostra i progressi nella creazione di modelli animali che possono essere utilizzati con maggiore successo nella simulazione della malattia nella ricerca sulla SLA, che è un elemento chiave nel guidare nuove ricerche e possibili terapie.
I nuovi topi, creati da ricercatori del King’s College di Londra e della University of Massachusetts Medical School, sono particolarmente forti nel mostrare i primi cambiamenti legati allo sviluppo della SLA. Altrettanto significativamente, una nuova tecnologia di intelligenza artificiale sviluppata dalla Brown ha permesso ai ricercatori di monitorare e analizzare il comportamento del topo e si è dimostrato strumentale nel generare i risultati.
“Nella ricerca, il monitoraggio e l’analisi del comportamento del modello animale è spesso un ostacolo”, ha detto Fallon. In questo studio, i topi sono stati monitorati 24 ore al giorno per periodi di cinque giorni. L’uso del sistema ACBM (Automated Continuous Behavioral Monitoring) progettato da Thomas Serre, Professore associato di scienze cognitive, linguistiche e psicologiche presso la Brown, ha reso il lavoro molto più efficiente.
Il sistema, uno strumento di analisi computazionale che assegna il comportamento ai singoli fotogrammi del video, consente il controllo sensibile, efficace ed efficiente di milioni di frame video. Amanda Duffy, studente del laboratorio di Fallon, ha suggerito che il sistema di Serre fosse provato nello studio; un altro autore dello studio, Youssef Barhomi, era un ingegnere ricercatore nel laboratorio di Serre.
“Siamo stati in grado di sviluppare una osservazione accurata e profonda del comportamento di questi topi”, ha detto Fallon, “Ora abbiamo un nuovo modo di analizzare il comportamento dei topi SLA”.
“Questo nuovo metodo di analisi potrebbe diventare un modo standard per la fenotipizzazione”, ha aggiunto Fallon e il sistema ACBM è ora in uso in altre ricerche della Brown sulla SLA.
Fallon ha anche osservato che nello studio, il topo knock-in ha reso possibile verificare la produzione di livelli anormalmente alti della proteina TDP-43. Un passaggio chiave nell’indagine sulla SLA sarà identificare i percorsi che portano alla perdita dei neuroni inibitori e dei difetti comportamentali.
Fonte: Brown University
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