Immagine: somministrando l’opsina (verde) alla corteccia cerebrale, possiamo attivare selettivamente i terminali neuronali nello striato, che esprimono la proteina. Questa stimolazione ha consentito un miglioramento dei sintomi nel modello sperimentale della malattia di Huntington. Credito: Sara Conde Berriozabal.
La malattia di Huntington è una malattia neurodegenerativa ereditaria caratterizzata da alterazioni del movimento, deficit cognitivi e disturbi psichiatrici derivanti dalla degenerazione dei neuroni nel nucleo striato del cervello.
Uno studio condotto da ricercatori dell’Istituto di Neuroscienze dell’UB (UBNeuro) ha caratterizzato uno dei circuiti neuronali coinvolti nello sviluppo della malattia: la connessione della corteccia motoria secondaria (M2) nel nucleo striato dorsolaterale (DSL).
Lo studio, pubblicato sulla rivista eLife, mostra in un modello animale con la patologia, che la stimolazione optogenetica del circuito provoca miglioramenti nella sintomatologia tipica della malattia. Secondo i ricercatori, questi risultati fanno luce su altre patologie con tratti simili come il morbo di Parkinson e la sindrome di Tourette.
Lo studio è stato condotto da Mercè Masana, docente presso la Facoltà di Medicina della UB e ricercatrice presso UBNeuro, IDIBAPS e il Centro di rete di ricerca biomedica in malattie neurodegenerative (CIBERNED). Lo studio conta sulla partecipazione dei docenti e ricercatori della stessa facoltà Jordi Alberch e Manuel José Rodríguez (UBNeuro-IDIBAPS), e David Bernal-Casas, della Facoltà di Biologia della UB. Tra gli altri partecipanti vi sono anche i ricercatori dell’Istituto di ricerca biomedica di Barcellona (IIBB-CSIC), il Centro di rete di ricerca biomedica in salute mentale (CIBERSAM) e l’Unità di risonanza magnetica IDIBAPS.
Alterazioni nella connessione tra la corteccia e corpo striato
Lo scopo di questo studio era analizzare le alterazioni nei circuiti cerebrali che causano sintomi neurologici nella malattia di Huntington. In collaborazione con l’IDIBAPS Magnetic Resonance Imaging Unit, i ricercatori hanno utilizzato questa tecnologia per analizzare le alterazioni funzionali nei circuiti che collegano la corteccia cerebrale al corpo striato che svolge un ruolo importante nel controllo del movimento e del comportamento. “I risultati della prima analisi in un modello animale con i sintomi della malattia hanno mostrato che la connettività funzionale della corteccia cerebrale con il nucleo striato è altamente alterata nella malattia di Hintimgton“, osserva Mercè Masana.
“Dopo questo”, prosegue l’esperto, “abbiamo studiato nel dettaglio un circuito specifico che, secondo studi precedenti, mostra alterazioni strutturali in questa malattia: la connessione della corteccia motoria secondaria con lo striato dorsolaterale”.
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Per studiare la funzione di questo circuito, i ricercatori hanno utilizzato l’optogenetica, una tecnica potente e innovativa che combina metodi genetici e ottici per potenziare selettivamente i circuiti cerebrali attraverso la luce. Le opsine, proteine di un tipo di alghe, sviluppano canali di ioni fotosensibili che si aprono quando ricevono lampi di luce blu e consentono l’attivazione dei neuroni. Somministrando il gene opsina alla corteccia cerebrale, i terminali neuronali possono essere attivati selettivamente nel nucleo striato e questi esprimono la proteina. “Utilizzando l’optogenetica, combinata con l’elettrofisiologia e la microdialisi, abbiamo potuto determinare che il circuito M2-DLS nel modello con malattia di Huntington ha rilasciato livelli ridotti di glutammato, il principale neurotrasmettitore coinvolto in questo circuito e che i neuroni nel nucleo striato non hanno risposto all’ attivazione del circuito “, osserva il ricercatore.
Aumento della plasticità sinaptica e regresso dei sintomi
Successivamente, i ricercatori hanno utilizzato di nuovo l’optogenetica per potenziare ripetutamente il circuito alterato. I risultati mostrano che questa stimolazione migliora la sintomatologia nei topi modello della malattia. “Dopo aver applicato questa tecnica abbiamo visto invertire i tipici sintomi motori della patologia, situazione che è stata affiancata da un ripristino della plasticità sinaptica del circuito stimolato”, osserva Mercè Masana.
Sebbene la sua applicazione nell’uomo sia ancora lontana, il successo di questo esperimento porta a una potenziale strategia terapeutica basata sul ripristino dei circuiti neuronali. “Il nuovo studio mostra che l’optogenetica potrebbe essere un potente strumento per il trattamento di malattie in cui l’attività del circuito cerebrale è alterata e, in futuro, potrebbe portare a nuovi approcci terapeutici simili alla stimolazione cerebrale profonda che viene utilizzata nella malattia di Parkinson “, conclude il ricercatore.
La malattia di Huntington colpisce più di 4.000 persone in Spagna e più di 15.000 persone rischiano di aver ereditato il gene della malattia perché hanno un familiare che ne è affetto. Al momento non esiste una cura per la malattia e ci sono solo trattamenti volti ad alleviarne i sintomi.
Fonte: eLife
