Uno studio trova la chiave per la rigenerazione dei nervi

Immagine: cellule di Schwann di supporto (verde) circondano l’assone conduttivo (viola) di un neurone nel sistema nervoso periferico. Un nuovo studio condotto da John Svaren dimostra che le cellule di Schwann non solo producono la mielina isolante (nero), ma sono anche soggetti attivi nella riparazione degli assoni dopo un infortunio. Credito: John Svaren

Uno studio trova la chiave per la rigenerazione dei nervi: i ricercatori della University of Wisconsin-Madison hanno scoperto un interruttore che reindirizza le cellule helper nel sistema nervoso periferico in modalità di “riparazione”, una forma che ripristina gli assoni danneggiati.

Gli assoni sono fibre lunghe sui neuroni che trasmettono gli impulsi nervosi. Il sistema nervoso periferico, la rete di segnalazione di fuori del cervello e del midollo spinale, ha una certa capacità di rigenerare gli assoni distrutti, ma la riparazione è lenta e spesso insufficiente.

( Vedi anche:Una proteina favorisce la rigenerazione e la crescita dei nervi periferici post infortunio).

“Il nuovo studio suggerisce strategie che potrebbero innescare o accelerare questo ricrescita naturale e aiutare il recupero dopo un infortunio fisico”, dice John Svaren, Professore di scienze biologiche comparate presso la UW–Madison School of Veterinary Medicine.  La scoperta può valere anche per anomalie genetiche come la malattia di Charcot-Marie-Tooth o danni al sistema nervoso causati dal diabete.

Svaren, autore senior di un articolo pubblicato il 30 agosto nel Journal of Neuroscience , ha studiato come le cellule di Schwann, che avvolgono gli assoni nel sistema nervoso periferico, si trasformano per svolgere un ruolo molto più attivo e “intelligente” dopo un infortunio.

Le cellule di Schwann creano la guaina isolante di mielina che accelera la trasmissione degli impulsi nervosi. Nella modalità di riparazione, le cellule di Schwann formano un equipaggio per indurre la stimolazione della ricrescita dei nervi.

Svaren ed il suo allievo ormai laureato Giuseppe Ma, hanno confrontato l’attivazione dei geni nelle cellule di Schwann nei topi con assoni intatti o danneggiati. “Abbiamo visto una serie di geni latenti diventare attivi, ma solo dopo l’infortunio”, dice Svaren, “che hanno avviato un programma che pone le cellule di Schwann in una modalità di riparazione in cui esse svolgono diverse attività di cui l’assone ha bisogno per ricrescere”.

Nella modalità di ripristino, ma non in quella normale, le cellule di Schwann iniziano la pulizia dell’ambiente, contribuendo a sciogliere la mielina che è essenziale per il corretto funzionamento del sistema nervoso, ma scoraggia ironicamente la rigenerazione dopo le lesioni.

“Questa pulizia dell’ambiente deve avvenire entro poco tempo dalla lesione”, spiega Svaren.

Le cellule di Schwann inviano segnali che richiamano le cellule del sangue per aiutare nella pulizia dell’ambiente circostante l’assone danneggiato e tracciare un percorso che l’assone segue per ricrescere. Infine, ritorna al suo ruolo isolante per il ripristino della guaina mielinica sull’ assone rigenerato.

Inaspettatamente, la transizione delle cellule Schwann alla forma di riparazione non comporta un ritorno ad una forma più primitiva, ma è basata su un cambiamento nella regolazione dei suoi geni. “Quasi ogni altra risposta alle lesioni del sistema nervoso, in particolare nel cervello, richiede le cellule staminali per ripopolare le cellule, ma non ci in questo caso cellule staminali” dice Svaren. “Le cellule di Schwann si riprogrammano per impostare il programma di riparazione degli infortuni. Stiamo iniziando a vedere queste cellule come i giocatori attivi con un doppio ruolo nel proteggere e rigenerare l’assone e stiamo esplorando i fattori che determinano l’avvio e l’efficacia del programma di riparazione delle lesioni “.

Dopo che  il genoma umano è stato decifrato, l’epigenetica ha offerto la consapevolezza che i geni non contano molto fino a quando non sono accesi e che gli interruttori genetici sono il motivo fondamentale per cui una cellula della pelle non può apparire come una cellula nervosa e un nervo funziona in modo diverso rispetto un globulo bianco.

In epigenetica, come altrove in biologia, i processi sono spesso regolati attraverso un equilibrio dei segnali “stop” e “go”. Nella transizione delle cellule di Schwann, Svaren e Ma hanno identificato un sistema chiamato PRC2 che di solito fa tacere il programma di riparazione. “Questo percorso equivale ad un interruttore on-off che è normalmente spento”, dice Svaren “e vogliamo capire come accenderlo per iniziare il processo di riparazione”.

La natura del sistema di silenziamento del gene, suggerisce che i farmaci potrebbero rimuovere il segno di silenziamento dei geni in questione e Svaren dice di aver identificato un enzima che può “togliere i freni” e deliberatamente attivare il programma di riparazione in caso di necessità, in risposta alle lesioni.

Anche se i test di farmaci sono promettenti, saranno necessari diversi anni di esperimenti. Inoltre, come riconosce Svaren, “molti fattori determinano la qualità degli assoni rigenerati’.

In ultima analisi, lo studio potrebbe aprire una nuova porta alla rigenerazione anche al di là del sistema nervoso.

A lungo le cellule di Schwann sono state considerate come un’entità statica che aveva solo il compito di produrre mielina e nessuno aveva compreso questo programma latente che le vede diventare i primi soccorritori e avviare molte azioni che sono necessarie per la rigenerazione dell’assone”, conclude Svaren.

Fonte: Università di Wisconsin- Madison