Nuove intuizioni sulle connessioni dei neuroni

“Abbiamo identificato un nuovo elemento che guida gli  assoni”,  ha detto l’autore dello studio Alexander Jaworski, Assistente Professore di neuroscienze alla Brown University e membro dell’Istituto Brown for Brain Science. “La nostra ricerca, che delucida i meccanismi che permettono ai neuroni di formare collegamenti corretti, ha il potenziale di aprire la strada a nuove terapie per la riparazione neuronale”.

La particolare scoperta di Alexander Jaworski e dei suoi co-autori, è una proteina chiamata “Nell2”, che agisce come un cartello stradale:  “non entrare lungo il percorso di un assone crescente”. Nell2 è una proteina nota perchè si lega ad un recettore critico sui neuroni, conosciuto come Robo3. Gli esperimenti hanno dimostrato che il legame tra la proteina ed il recettore devia e indirizza la crescita degli assoni.

Nell2 si unisce ad una triade di segnali che Robo3 gestisce nella regolazione della crescita degli assoni. La presenza di Netrin attira assoni che esprimono Robo3 e un particolare sottotipo di Robo3 permette agli assoni di ignorare diversi altri i segnali. L’espressione del recettore Robo3 indirizza quindi un neurone a crescere i suoi assoni in base alle seguenti regole:” vanno dove devono (Netrin), evitano zone vietate (Nell2) e ignorano i divieti pensati per altri neuroni, ma non per loro”.

Jaworski ha iniziato la ricerca, mentre era postdottorando presso la Genentech a South San Francisco, in California e ha continuato il lavoro alla Rockefeller University prima di completarlo alla Brown, dove è arrivato due anni fa. In quel periodo ha condotto una serie di esperimenti di laboratorio che identificavano Nell2 come partner vincolante di Robo3 e ha dimostrato che la sua presenza respinge gli assoni e che l’espressione di entrambi Robo3 e Nell2 è necessaria per la guida degli assoni.

Il ricercatore ha eseguito esperimenti sul midollo spinale di un modello di topo. Nel cervello ci sono due emisferi distinti: uno sinistro e uno destro che sono collegati da assoni che attraversano la linea mediana. La ricerca ha contribuito a spiegare che cosa guida questi assoni particolari, durante la traversata dei due emisferi.

“Una malattia genetica umana rara illustra l’importanza di tali connessioni. Le persone con una mutazione che impedisce loro di esprimere Robo3 non possono muovere gli occhi da una parte all’altra”, ha detto Jaworski. ” Persone senza Robo3 non hanno assoni che attraversano la linea mediana del romboencefalo e quindi non trasmettono segnali opposti ai lati opposti dell’occhio”.

Oltre al cervello?

Il passo successivo della ricerca di Jaworski è determinare se Nell2 e Robo3 lavorano insieme nel cervello come fanno nel midollo spinale.

Se Nell2 è infatti attiva allo stesso modo nel cervello, la scoperta potrebbe fornire approcci clinici futuri.

” I nervi ricrescono relativamente bene nella maggior parte del corpo, ma nel cervello dopo una lesione o degenerazione neurologica sarà probabilmente necessario guidare la ricrescita. Potrebbe non essere sufficiente, per esempio, impiantare alcune cellule staminali e trasformarle in neuroni”, ha spiegato Jaworski.

La riparazione neurale è un obiettivo a lungo termine e la scoperta dei meccanismi di base, come l’identificazione di Nell2. può spianare la strada.

Fonte:https://news.brown.edu/articles/2015/11/axons