Immagine, neuroni extra (in rosso) generati artificialmente nel bulbo olfattivo, l’area del cervello responsabile dell’interpretazione degli odori. Credito: CRTD.
Gli scienziati di tutto il mondo stanno cercando nuovi metodi per curare le malattie neurodegenerative.
La maggior parte dei neuroni nel cervello umano sono generati da cellule staminali neurali durante lo sviluppo embrionale. Dopo la nascita, un piccolo serbatoio di cellule staminali rimane nel cervello e continua a produrre nuovi neuroni per tutta la vita.
Tuttavia, questi nuovi neuroni supportano realmente le funzioni cerebrali? E se sì, come possiamo migliorare la capacità cerebrale aumentando il numero di neuroni? Il gruppo di ricerca del Prof. Federico Calegari presso il Centro per le terapie rigenerative di Dresda (CRTD) della UT di Dresda, ha risposto a queste domande in un documento pubblicato nel famoso EMBO Journal.
Nel loro ultimo studio, gli scienziati hanno analizzato topi adulti sani in cui il piccolo serbatoio di cellule staminali è stato manipolato per aumentarne il numero. Di conseguenza, anche il numero di neuroni, generati da queste cellule staminali, è aumentato. Nei topi, questi neuroni popolano principalmente l’area del cervello responsabile dell’interpretazione degli odori. In effetti, l’olfatto è uno dei sensi più potenti nei topi, fondamentale per trovare cibo e fuggire dai predatori. Per quanto potente sia il senso dell’olfatto nei topi, nei seguenti esperimenti comportamentali gli scienziati hanno scoperto che i topi con più neuroni erano in grado di distinguere gli odori estremamente simili che i topi normali non riuscivano a distinguere. Quindi, questo studio è fondamentale per dimostrare che le cellule staminali possono essere utilizzate per migliorare la funzione cerebrale.
“L’evoluzione ha dato ai topi un sistema olfattivo estremamente sensibile: è sorprendente che aumentando di poco il numero dei neuroni possiamo migliorare qualcosa che sembrava già vicino alla perfezione”, afferma il Prof. Federico Calegari. “La nostra strategia è un approccio terapeutico applicabile anche ai modelli neurodegenerativi”.
Il CRTD ha ospitato scienziati provenienti da oltre 30 nazioni. La loro missione è scoprire i principi della rigenerazione cellulare e tissutale e sfruttarli per il riconoscimento, il trattamento e l’inversione delle malattie. Il CRTD vuole portare la sua esperienza nelle ricerca sulle cellule staminali, la modifica genetica e la rigenerazione, verso terapie innovative per il trattamento delle malattie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer e di Parkinson, malattie ematologiche come la leucemia, malattie metaboliche come il diabete, la retina e malattie delle ossa. Il gruppo del Prof. Federico Calegari si concentra sulle cellule staminali neurali dei mammiferi nel contesto dello sviluppo, dell’evoluzione e delle funzioni cognitive.
Astratto
La neurogenesi dell’adulto è coinvolta nelle prestazioni cognitive, ma gli studi che hanno manipolato questo processo per migliorare la funzione cerebrale sono scarsi. In questo studio abbiamo caratterizzato un modello genetico di topo in cui le cellule staminali neurali ( NSC ) della zona subventricolare ( SVZ) sono stati temporaneamente espansi dall’espressione condizionale dei regolatori del ciclo cellulare Cdk4 / cyclinD1, aumentando così la neurogenesi.
Abbiamo scoperto che i neuroni soprannumerari sono maturi e integrati nel bulbo olfattivo in modo simile ai neuroni neonati generati fisiologicamente mostrando una corretta espressione di marcatori molecolari, morfologia ed attività elettrofisiologica. Le prestazioni olfattive in caso di aumento della neurogenesi sono rimaste invariate quando i topi sono stati testati su compiti relativamente facili utilizzando stimoli di odore distinti. Al contrario, intrigantemente, l’aumento della neurogenesi ha migliorato la capacità di discriminazione dei topi quando sono stati sfidati con un compito difficile utilizzando miscele di odoranti molto simili. Insieme, il nostro studio fornisce un modello di mammiferi per controllare l’espansione delle cellule staminali somatiche che possono essere applicate in linea di principio a qualsiasi tessuto per la ricerca di base e modelli di terapia. Applicando questo aNSC della SVZ , abbiamo evidenziato l’importanza della neurogenesi degli adulti per migliorare specificamente le prestazioni in un difficile compito olfattivo.
Un’espansione transitoria delle cellule staminali neurali si traduce in un aumento dei neuroni negli adulti che si integrano funzionalmente nel bulbo olfattivo del topo. Questi neuroni migliorano le prestazioni dei difficili compiti olfattivi aumentando la discriminazione di odoranti simili.
Fonte, Embo Journal
