La serotonina è un neurotrasmettitore che è in parte responsabile dei sentimenti di felicità e della regolazione dell’umore negli esseri umani. Questo lo rende un obiettivo antidepressivo: bloccare il riassorbimento della serotonina da parte dei neuroni consente al neurotrasmettitore di rimane in maggiore quantità, in circolo nel cervello.
Ora, i ricercatori del MIT hanno sviluppato una tecnica di imaging che, per la prima volta, permette la mappatura tridimensionale della serotonina in vivo durante il processo di riassorbimento da parte in neuroni, in più regioni del cervello. Questa tecnica, dicono i ricercatori, offre una visione senza precedenti delle dinamiche della serotonina e potrebbe essere un potente strumento per la ricerca e lo sviluppo di farmaci antidepressivi.
( Vedi anche:Carenza di serotonina come causa della depressione: è un mito?).
“Fino ad ora, non è stato possibile vedere come i neurotrasmettitori vengono trasportati nelle cellule in grandi regioni del cervello”, dice Aviad Hai, un postdoc presso il Dipartimento di ingegneria biologica e primo autore di un documento che descrive la tecnica nel numero odierno di Neuron. ” Per la prima volta è possibile vedere come lavorano gli inibitori della ricaptazione della serotonina, come gli antidepressivi, in diverse parti del cervello ed è possibile utilizzare queste informazioni per analizzare tutti i tipi di farmaci antidepressivi, scoprirne dei nuovi e vedere come questi farmaci influenzano il sistema della serotonina nel cervello “.
Altri autori dell’ articolo sono Alan Jasanoff, un Prof. di Ingegneria Biologica e altri tre ricercatori del laboratorio di Jasanoff: Lili X. Cai, Taekwan Lee e Victor S. Lelyveld.
Misurazione della ricaptazione
Molti antidepressivi che colpiscono il lavoro della serotonina, bloccano i trasportatori della serotonina che consentono il riassorbimento del neurotrasmettitore in un neurone, in modo che possa essere riutilizzato dopo aver inviato un segnale chimico. Giustamente chiamati “inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI)”, questi farmaci aumentano i livelli di serotonina nel cervello, alleviano i sentimenti di ansia e depressione causati da bassi livelli del neurotrasmettitore.
I ricercatori hanno studiato l’effetto degli antidepressivi usando una tecnica conosciuta come microdialisi, che consiste nell’inserimento di una sonda nel cervello per prelevare minuscoli campioni chimici dal tessuto. Ma questo metodo richiede molto tempo ed è limitato in quanto consente di studiare una sola posizione alla volta.
Nella nuova tecnica di imaging, i ricercatori hanno utilizzato una proteina che agisce come un sensore che aggancia la serotonina al momento della ricaptazione. Quando il sensore viene iniettato, insieme alla serotonina, emette un segnale che può essere letto dalla risonanza magnetica funzionale (fMRI). Il trucco è che il sensore quando viene iniettato rimane spento ed emette un segnale basso, ma quando si lega alla serotonina si trasforma e produce un segnale molto più luminoso quando la serotonina viene rimossa.
Nel nuovo sistema, un modello matematico che utilizza i dati del segnale fMRI per costruire una mappa 3-D che consiste di oltre 1.000 voxel (pixel in tre dimensioni), ciascun voxel rappresenta un singolo punto di misura della ricaptazione della serotonina. In base alla potenza del segnale in ogni punto, il modello calcola la quantità di serotonina che viene assorbita, in presenza e assenza di SSRI ( antidepressivo).
“Fondamentalmente, quello che abbiamo sviluppato in questo lavoro è un metodo per misurare la quantità di un neurotrasmettitore che viene assorbito e come tale importo è influenzato da diversi farmaci, in gran parte del cervello.Tali informazioni potrebbero essere molto utili per testare l’efficacia dei farmaci”, dice Jasanoff.
Per convalidare il sensore, i ricercatori hanno misurato con successo, l’effetto della fluoxetina SSRI, comunemente chiamato Prozac sui trasportatori della serotonina in sei sottoregioni di una zona del cervello nota come gangli della base. Si pensa che queste sottoregioni svolgono un ruolo nella motivazione, ricompensa, la cognizione, l’apprendimento, l’emozione e altre funzioni e comportamenti.
In tal modo, i ricercatori simultaneamente hanno registrato una forte diminuzione della ricaptazione della serotonina in risposta a Prozac in tre delle sottoregioni, pur rilevando una risposta molto debole in un’altra regione. ” Questi risultati sono stati, più o meno, anticipati”, dice Jasanoff. “Ma ora siamo in grado di mappare in tre dimensioni e in diverse regioni del cervello, gli effetti degli inibitori della ricaptazione della serotonina e questo potrebbe portare a progressi nello studio degli effetti dei farmaci su parti specifiche del cervello”.
I ricercatori hanno scoperto anche una forte interazione dei sistemi della serotonina e dopamina e suggeriscono che gli antidepressivi possono essere meno efficaci quando hanno come targei solo uno dei due neurotrasmettitori.
Hai dice: “Potrebbe non essere sufficiente bloccare solo la ricaptazione della serotonina, perché c’è un altro sistema che è quello della dopamina, che svolge un ruolo nel trasporto della serotonina. Il nostro studio fornisce la prova che l’ utilizzo di antidepressivi che hanno come bersaglio entrambi i sistemi, potrebbe essere più efficace per il trattamento della depressione”.
I ricercatori cercheranno di esplorare diverse regioni del cervello con questo sensore, compreso il rafe dorsale, che produce la maggior parte della serotonina nel cervello e stanno cercando di sviluppare un altro sensore a base di nanoparticelle che è più sensibile di quello utilizzato per questo studio.
Fonte: MIT News
