Lo studio dimostra che i cambiamenti epigenetici coinvolti nella formazione della memoria si verificano anche nelle cellule non-neuronali.
Lo studio, condotto da ricercatori del Centro tedesco per le malattie neurodegenerative (DZNE) a Gottinga e Monaco di Baviera, è stato pubblicato su Nature Neuroscience.
C’è ancora molto da scoprire su come il cervello si occupa di memoria e apprendimento.
Una teoria diffusa è che i ricordi sono codificati cambiando le connessioni tra le cellule cerebrali. Questa è l’idea alla base della “plasticità” del cervello, ossia la capacità dell’encefalo di modificare la propria struttura e le proprie funzionalità a seconda dell’attività dei propri neuroni.
La formazione, rafforzamento e indebolimento delle connessioni nel cervello sono controllati da cambiamenti nell’espressione genica, un processo che avviene a livello molecolare aggiungendo e rimuovendo i tag chimici.
Questo processo di alterare l’espressione dei geni nel DNA, senza alterare il DNA, è chiamato epigenetica.
I cambiamenti epigenetici si verificano nella “spina dorsale del DNA”, aggiungendo o rimuovendo marcatori chimici o tag in siti specifici. Questo processo è chiamato metilazione del DNA.
Possono verificarsi anche variazioni degli istoni, le proteine che confezionano il DNA nei nuclei delle cellule.
La metilazione del DNA aiuta la plasticità del cervello
Così, la teoria epigenetica della memoria suggerisce che se tu avessi due cervelli con DNA identici, esposti a diverse esperienze, il loro DNA sarebbe ancora la stesso, ma presenterebbe diversi marcatori epigenetici.
Il coautore dello studio, il Dr Magali Hennion, un ricercatore in sistemi Computational Biology, dice:
“La ricerca sui cambiamenti epigenetici che sono legati a processi di memoria è ancora in una fase iniziale”.
Per vedere cosa succede a livello molecolare quando la memoria a lungo termine è codificata, i ricercatori hanno addestrato i topi a riconoscere un ambiente in test specifici e poi cercato cambiamenti epigenetici nel DNA delle loro cellule cerebrali.
Hanno trovato la prova di entrambi i tipi di cambiamenti epigenetici – metilazione del DNA, o marcatori chimici sulla spina dorsale del DNA e alterazioni degli istoni.
Tuttavia, hanno anche scoperto altri dettagli che potrebbero essere importanti per la ricerca futura sulla memoria e le malattie associate alla memoria e all’apprendimento.
Una scoperta è che la modifica degli istoni sembra avere scarso effetto sui geni coinvolti nella plasticità cerebrale.
L’altra scoperta è che i cambiamenti epigenetici coinvolti nella formazione della memoria non si producono soltanto nei neuroni, cellule primarie di segnalazione, ma anche nelle cellule non-neuronali, le cellule gliali che supportano i neuroni e sono notevolmente più numerosi.
I ricercatori hanno in programma di osservare più da vicino il coinvolgimento delle cellule non neuronali nel processo di memoria. Nel frattempo, essi concludono che il loro studio fornisce la prova che la metilazione del DNA aiuta la plasticità cerebrale di controllo e può essere un processo molecolare importante nella memoria a lungo termine.
I riecrcatori suggeriscono anche che la metilazione potrebbe essere un obiettivo potenziale per il trattamento di patologie quali il morbo di alzheimer, che compromettono la memoria. Il team intende concentrarsi su questo aspetto nella ricerca futura, come spiega il dottor Hennion:
“Abbiamo concentrato la nostra attenzione su queste caratteristiche, non solo ai fini di una migliore comprensione di come funziona la memoria, ma stiamo anche cercando potenziali bersagli per farmaci che possono contrastare il declino della memoria”.
