Lesione del midollo spinale-Immagine credit public domain.
La lesione traumatica del midollo spinale inizia con una lesione primaria ai neuroni e alla glia e continua con una lesione secondaria molto più grande causata da infiammazione, ischemia, eccitotossicità e stress ossidativo, che termina con la formazione di una cicatrice fibrotica delimitata da astrociti. Gli assoni danneggiati inizialmente si ritraggono dal sito della lesione a causa della funzione repulsiva degli indizi di guida reindotti, come le proteine della famiglia Wnt.
Immagine: ampie ramificazioni astrocitarie (in verde) sono mostrate in corrispondenza di un sito di lesione quando Ryk è inibito. Crediti: Proceedings of the National Academy of Sciences.
La ricrescita degli assoni o dei rami assonali verso il sito della lesione è limitata e gli assoni o i rami assonali in ricrescita in genere non possono attraversare la cicatrice fibrotica. Tuttavia, gli assoni danneggiati e i loro rami collaterali possono crescere attorno al sito della lesione ed estendersi oltre il sito della lesione attraverso il tessuto risparmiato, bypassando il sito della lesione. I rami collaterali degli assoni danneggiati possono anche crescere da segmenti assonici intatti lontano dal sito della lesione. Anche gli assoni non danneggiati possono far crescere nuovi germogli. Questa crescita assonale, subito dopo la lesione, può portare a nuove connessioni sinaptiche e al recupero funzionale spontaneo negli esseri umani e negli animali da esperimento. Pertanto, aumentare la protezione del tessuto midollare risparmiato e promuovere la crescita rigenerativa degli assoni o dei rami assonali può migliorare la riparazione dei circuiti e il recupero delle funzioni sensomotorie dopo una lesione del midollo spinale
Si stima che circa 18.000 persone negli Stati Uniti soffrano ogni anno di nuove lesioni al midollo spinale. Purtroppo, per chi ne è affetto, non è attualmente disponibile alcuna terapia approvata dalla FDA. Gli scienziati dell’Università della California a San Diego stanno studiando i meccanismi di guarigione dell’organismo per trovare indizi sul recupero da una lesione del midollo spinale.
Un nuovo studio condotto dai ricercatori del Dipartimento di Neurobiologia (Facoltà di Scienze Biologiche) ha scoperto una potenziale fonte di speranza sotto forma di un gene noto per essere coinvolto in processi chiave dello sviluppo in vari tessuti. Il recettore tirosin-chinasi, o “RYK”, è stato precedentemente associato alla rigenerazione degli assoni, i lunghi e sottili prolungamenti delle cellule nervose che trasmettono gli impulsi. Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che RYK è coinvolto in molte altre funzioni.
Spiegano gli autori:
“La guarigione delle ferite dopo una lesione del midollo spinale coinvolge interazioni altamente coordinate tra diversi tipi di cellule, che sono poco comprese. Gli astrociti svolgono un ruolo centrale nella creazione di un confine contro il nucleo della lesione non neurale. Per fare ciò, gli astrociti subiscono drastici cambiamenti morfologici, prima ispessendo e allungando i loro processi e poi sovrapponendoli per formare una barriera fisica. Dimostriamo qui che l’espressione di un recettore di superficie cellulare, Ryk, viene indotta negli astrociti dopo una lesione sia nel midollo spinale di roditori che in quello umano. Il knockout di Ryk specifico per astrociti ha allungato drasticamente gli astrociti reattivi, accelerato la formazione del confine e ridotto le dimensioni della cicatrice. Il knockout di Ryk specifico per astrociti ha anche accelerato le risposte alla lesione di diversi tipi di cellule. Analisi trascrittomiche a singola cellula hanno rivelato un’ampia gamma di cambiamenti nella segnalazione cellulare tra astrociti, microglia, fibroblasti e cellule endoteliali dopo il knockout di Ryk specifico per astrociti, suggerendo che Ryk non solo regola le risposte alle lesioni degli astrociti, ma può anche regolare i segnali emanati dagli astrociti e coordinare le risposte di questi tipi cellulari. L‘allungamento dei processi astrocitari è mediato da NrCAM, una molecola di adesione cellulare indotta dal knockout condizionale di Ryk specifico per astrociti dopo lesione del midollo spinale. I nostri risultati suggeriscono che Ryk sia un promettente bersaglio terapeutico per accelerare la guarigione delle ferite, promuovere la sopravvivenza neuronale e migliorare il recupero funzionale”.
Il Professor Yimin Zou e colleghi hanno pubblicato risultati sorprendenti che rivelano come l’espressione di RYK inibisca la guarigione delle ferite, offrendo implicazioni per nuovi trattamenti per la paralisi dopo lesione del midollo spinale. Il loro articolo, “Astrocytic RYK signaling coordinates scarring and wound healing after spinal cord injury“, è stato pubblicato il 10 aprile 2025 sui Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Non sapevamo che RYK fosse un bersaglio per favorire la guarigione delle ferite”, ha detto Zou. “La nostra scoperta potrebbe dare vita a terapie tanto necessarie per favorire il recupero delle persone con lesioni del midollo spinale”.
Poiché non esistono trattamenti, in seguito a una lesione del midollo spinale sussiste spesso il rischio che il danno secondario si accresca e porti a patologie croniche. Il sistema di guarigione delle ferite dell’organismo, necessario per arrestare le lesioni secondarie, prevede una risposta altamente coordinata di vari tipi di cellule. Tra queste, gli astrociti, cellule del sistema nervoso centrale che supportano un’ampia gamma di funzioni.
Immagine: la proteina RYK (in bianco) appare sugli assoni (in rosso) e sugli astrociti (in verde) del midollo spinale umano dopo una lesione traumatica. Crediti: Proceedings of the National Academy of Sciences.
I test sui topi hanno confermato che RYK è un importante centro di comunicazione che coordina la risposta degli astrociti alle lesioni. Hanno scoperto che RYK regola anche i segnali dagli astrociti ad altri tipi di cellule. Durante gli esperimenti in cui il gene RYK è stato bloccato o eliminato, il recupero è stato accelerato.
“Pertanto RYK è un promettente bersaglio terapeutico per accelerare la guarigione delle ferite, promuovere la sopravvivenza e la connettività neuronale e migliorare il recupero funzionale“, concludono i ricercatori nel loro articolo.