(Effetti della Ketamina sulla rete perineurale-Immagine: microglia (verde) e rete perineuronale (magenta). Credito: IST Austria).
Ricordi l’odore dei fiori nel giardino di tua nonna o la melodia che fischiettava sempre tuo nonno? Alcuni ricordi d’infanzia sono apparentemente radicati nel tuo cervello. In effetti, ci sono periodi critici in cui il cervello apprende e salva routine e ricordi cognitivi profondi. La struttura responsabile del loro salvataggio è chiamata rete perineuronale.
Questa struttura extracellulare avvolge alcuni neuroni, stabilizzando così le connessioni esistenti, le sinapsi, tra di loro e prevenendo la formazione di nuove. Ma cosa accadrebbe se potessimo rimuovere la rete perineuronale e ripristinare l’adattabilità di un cervello giovane? La neuroscienziata Sandra Siegert e il suo gruppo di ricerca presso l’IST Austria hanno pubblicato due tecniche promettenti.
Assunzione di ketamina o luci lampeggianti
Tutto è iniziato quattro anni fa, quando i ricercatori dell’IST Austria hanno scoperto che le cellule della microglia nei topi diventano molto reattive dopo aver anestetizzato gli animali con il farmaco ketamina. Le microglia sono generalmente viste come le cellule immunitarie del cervello. Tuttavia, studi recenti hanno dimostrato che interagiscono anche con i neuroni. Le microglia reattive hanno la capacità di mangiare sinapsi e persino interi neuroni, cosa che si osserva spesso nelle ultime fasi della malattia di Alzheimer.
“La forte risposta della microglia all’anestesia con ketamina ci ha sorpreso”, spiega Alessandro Venturino, autore principale dello studio e membro del gruppo Siegert. “Ma non abbiamo visto svanire alcuna sinapsi o neuroni morti. Quindi, eravamo perplessi su cosa stessero effettivamente mangiando le microglia”. Si è rivelata la rete perineuronale che protegge e stabilizza le connessioni tra i neuroni. “Alessandro è venuto nel mio ufficio e mi ha detto che la rete perineuronale era sparita. Non potevo crederci”, ricorda Siegert. “Avevamo applicato ripetute dosi di ketamina ai topi. La ketamina è un farmaco essenziale per la chirurgia umana ed è stata recentemente approvata anche per il trattamento dei sintomi psichiatrici. Dopo soli tre trattamenti, abbiamo osservato una notevole perdita nella rete perineuronale, che è durata sette giorni prima di essere ricostruita”.
Quando Siegert ha condiviso i risultati con Mark Bear, neuroscienziato collaboratore del Massachusetts Institute of Technology (MIT), Mark è rimasto ugualmente stupito e incuriosito dal potenziale di questa scoperta. “In biologia, raramente si assiste a una situazione così in bianco e nero”, continua Siegert. “Eppure, la ciliegina sulla torta è stata l’effetto dello sfarfallio della luce a 60 hertz“.
I neuroni comunicano inviandosi impulsi elettrici tra loro. Questi sono coordinati per creare onde di segnali, le cosiddette onde cerebrali, che possono essere influenzate da informazioni sensoriali esterne, ad esempio la luce che brilla negli occhi. “Era stato precedentemente dimostrato che lo sfarfallio della luce 40 volte al secondo, a 40 hertz, può promuovere la microglia per rimuovere le placche nella malattia di Alzheimer. Ma non ha rimosso la rete perineuronale”, spiega Venturino. Ma quando gli scienziati hanno poi messo i topi in scatole con una luce tremolante 60 volte al secondo, hanno avuto un effetto simile ai trattamenti con la ketamina. “Questa messa a punto tra le onde cerebrali distinte e l’azione della microglia è la più affascinante e potrebbe essere un nuovo modo di pensare alle onde cerebrali”.
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Attenzione e possibilità
Le strategie precedentemente stabilite per rimuovere la rete perineuronale sono di lunga durata ed estremamente invasive. Il trattamento con ketamina ad alto dosaggio, ma ancor di più il tremolio della luce a 60 hertz, sono minimamente invasivi. Pertanto, potrebbero aprire la strada a nuovi approcci terapeutici per gli esseri umani.
Una volta che il blocco della rete perineuronale nel cervello è diminuito, i neuroni sono di nuovo sensibili a nuovi input e si possono formare nuove sinapsi. “Ma non è che prendi la ketamina come farmaco e diventi intelligente”, sottolinea Venturino. Ripristinando la plasticità, si potrebbe potenzialmente sovrascrivere le esperienze traumatiche e trattare il disturbo da stress post- traumatico. “Ma siamo molto cauti perché in questa finestra formativa potrebbe succedere anche qualcosa di traumatico”, dice Siegert. “Probabilmente non è nemmeno una buona idea farti esplodere con una luce tremolante”.
Ci sono varie possibili applicazioni di questi trattamenti, una delle quali è l’ambliopia, nota anche come occhio pigro. Questo disturbo della vista è causato da un input visivo sbilanciato durante lo sviluppo del bambino e, se non trattato, porta alla perdita permanente della vista. Un altro argomento che i ricercatori vogliono indagare sono i meccanismi molecolari alla base della loro scoperta, che non sono ancora completamente compresi. Venturino lo riassume in poche parole: “C’è molto da esplorare”.
Lo studio è stato pubblicato su Cell Reports.
Fonte:Cell Reports
