Immagine: tracce grezze rappresentative dei potenziali cambiamenti di corrente continua durante CSD nel controllo e GLT-1 KO. L’immagine è accreditata al Dipartimento di Neuroscienze Molecolari, TMDU.
Le emicranie colpiscono milioni di persone in tutto il mondo, spesso durano giorni e sconvolgono gravemente la vita. Più che semplici mal di testa super-intensi, alcune emicranie derivano effettivamente dall’eccitazione patologica dei neuroni nel cervello.
Un nuovo studio sui topi condotto da Kohichi Tanaka presso la Tokyo Medical and Dental University (TMDU) mostra che la suscettibilità all’emicrania potrebbe essere correlata a un trasportatore molecolare che normalmente funziona per prevenire l’eccessiva eccitazione dei neuroni.
I neuroni nel cervello comunicano tra loro trasmettendo molecole chiamate neurotrasmettitori. Dopo che un neurotrasmettitore ha svolto il suo lavoro, viene trasportato via dalla sinapsi, lo spazio tra due neuroni, in modo che non possa essere utilizzato più e più volte. Questo processo è chiamato ricaptazione ed è uno dei tanti modi in cui viene prevenuta la sovraeccitazione dei neuroni nel cervello.
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Le emicranie sono correlate a una condizione chiamata depressione corticale, in cui una grande ondata di iperattività si diffonde nel cervello, seguita da un’ondata di inibizione o attività cerebrale depressa.
Tanaka e il suo team hanno ipotizzato che la suscettibilità alla depressione a diffusione corticale sia correlata al trasporto interrotto del glutammato, il neurotrasmettitore eccitatorio più comune.
Si scopre che i mammiferi hanno quattro molecole che trasportano il glutammato e tre di esse si trovano nella corteccia cerebrale. Per determinare quale di queste è correlata alla depressione a diffusione corticale, i ricercatori hanno creato tre ceppi di topi knockout, ognuno dei quali mancava di uno dei tre geni trasportatori del glutammato corticale. Hanno scoperto che quando ai topi mancava il trasportatore GLT-1, la depressione da diffusione corticale si verificava più frequentemente e si diffondeva più rapidamente rispetto ai topi di controllo o agli altri topi knockout.
“Sappiamo che il 90% del glutammato viene trasportato dal GLT-1 negli astrociti, non nei neuroni“, afferma Tanaka. “I nostri risultati evidenziano quindi un’altra importante funzione delle cellule gliali nel cervello in quanto supportano la funzione neuronale”.
Per confermare i risultati, il team ha poi misurato la quantità di glutammato al di fuori delle cellule utilizzando un elettrodo di platino-iridio rivestito con glutammato ossidasi. Quando il glutammato ossidasi interagisce con il glutammato, crea una corrente negativa che può essere rilevata dall’elettrodo molto rapidamente, consentendo misurazioni quasi in tempo reale della concentrazione di glutammato nella regione.
“Un biosensore veloce è fondamentale”, spiega Tanaka, “perché la depressione a diffusione corticale dura solo circa 5 minuti e le variazioni nella concentrazione di glutammato non potrebbero mai essere trovate utilizzando metodi convenzionali che richiedono minuti o ore di campionamento”.
Durante il test dei tre topi knockout, solo i topi knockout GLT-1 hanno prodotto una corrente diversa da quella dei topi di controllo. Ciò significa che l’accumulo maggiore e più veloce di glutammato al di fuori dei neuroni è dovuto a una ridotta captazione da parte degli astrociti.
“La ricaptazione anormale del glutammato da parte degli astrociti è solo un modo per sovraeccitare i neuroni”, afferma Tanaka. “Tuttavia, se GLT-1 si dimostra essere interrotto nelle persone che soffrono di emicrania, la terapia farmacologica che agisce per aumentare la ricaptazione gliale del glutammato potrebbe essere un approccio terapeutico ragionevole“.
