Lesione del midollo spinale-Immagine Credit Public Domain-
Nei mammiferi, compreso l’uomo, il tessuto cicatrizzato si forma dopo una lesione al midollo spinale come parte del processo di guarigione. Nei mammiferi, tuttavia, ciò presenta un grave inconveniente: il tessuto cicatrizzato non può essere penetrato dai nervi in ricrescita. Di conseguenza, i nervi recisi non possono rigenerarsi. In caso di lesione del midollo spinale, ciò porta alla paralisi permanente.
In studi precedenti, Daniel Wehner ha dimostrato che anche il pesce zebra forma tessuto ferito simile a cicatrici dopo una lesione del midollo spinale. Tuttavia, i pesci zebra sono in grado di rigenerare i nervi e riacquistare la funzione motoria , anche dopo gravi lesioni del midollo spinale. Il modo in cui riescano a farlo è ancora poco compreso. Wehner e il suo team dell’Istituto Max Planck (MPL) stanno cercando di cambiare la situazione.
I pesci zebra, oggetto della ricerca di Wehner, sono frugali e poco esigenti. In quanto vertebrati, sono geneticamente simili agli esseri umani; in questi pesci si trovano anche oltre l’80% dei geni noti per causare malattie umane. Inoltre, le larve del pesce zebra sono trasparenti, il che significa che la formazione dei tessuti può essere studiata nell’animale vivo utilizzando tecniche di imaging all’avanguardia, alcune delle quali sono in fase di sviluppo presso l’Istituto MPL.
Immagine:il leader del gruppo di ricerca Daniel Wehner studia il pesce zebra presso l’Istituto Max Planck per la scienza della luce. Credito: Stephan Spangenberg-
In precedenti lavori scientifici, il gruppo di ricerca di Wehner e gli scienziati del Dipartimento di optomeccanica biologica guidati da Jochen Guck, Direttore dell’Istituto di Erlangen, hanno già dimostrato che “devono esserci differenze tra la composizione biochimica e le proprietà meccaniche del tessuto cicatrizzato in mammiferi e tessuto ferito nel pesce zebra”. Nel pesce zebra, il tessuto del midollo spinale si irrigidisce dopo un infortunio, mentre nei mammiferi si osserva il contrario.
Inoltre, gli scienziati hanno scoperto che le fibre nervose del pesce zebra non solo possono crescere attraverso il tessuto della ferita, ma la loro crescita viene addirittura stimolata da esso. In un nuovo articolo pubblicato sulla rivista Nature Communications, il team ha ora identificato “un altro pezzo del puzzle per comprendere la differenza tra la guarigione delle ferite e la capacità associata del midollo spinale di rigenerarsi nei mammiferi e nei pesci zebra”.
Nel presente studio, Wehner e i suoi colleghi hanno confrontato il tessuto della ferita di ratto con quello del pesce zebra per trovare nuovi componenti che potrebbero interferire con la rigenerazione dei nervi nei mammiferi.”Volevamo scoprire se ci sono proteine inibitorie nel tessuto cicatriziale dei ratti che non sono presenti nel pesce zebra“, spiega Julia Kolb, prima autrice della pubblicazione e dottoranda del gruppo di Wehner.
In una collaborazione interdisciplinare tra i gruppi di ricerca MPL di Wehner, Kanwarpal Singh e il dipartimento del Direttore Guck, gli scienziati sono stati in grado di “identificare proteine appartenenti alla famiglia dei piccoli proteoglicani ricchi di leucina (SLRP), altamente abbondanti nella cicatrice tessuti di ratti, topi ed esseri umani. Tuttavia, erano appena rilevabili nel tessuto della ferita in seguito a lesione del midollo spinale nel pesce zebra”. Il team ha poi utilizzato la genetica all’avanguardia per aumentare l’abbondanza di proteine SLRP nel tessuto della ferita del pesce zebra. Il risultato è stato chiaro: “la capacità rigenerativa del pesce manipolato è stata notevolmente ridotta e le proprietà meccaniche del tessuto ferito sono cambiate in uno stato simile a quello del tessuto cicatriziale dei mammiferi”.
Wehner afferma: “Questo risultato non solo è estremamente entusiasmante e offre una spiegazione per la differenza nella capacità rigenerativa tra gli esseri umani e il pesce zebra, ma apre anche la possibilità di comprendere gradualmente meglio lo sviluppo del tessuto cicatrizzato nei mammiferi. Il pesce zebra manca di molti fattori che inibiscono la rigenerazione dei nervi nei mammiferi. Tali componenti, come gli SLRP studiati dal gruppo MPL, possono essere isolati e testati individualmente per la loro modalità di azione nei pesci”.
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“Con questa comprensione, speriamo di sviluppare in futuro nuovi approcci terapeutici per le lesioni del midollo spinale negli esseri umani“, dice il ricercatore.
Fonte:Nature Communications
