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Il 'MitoFish' trasparente apre una nuova finestra sulle malattie del cervello
Scienziati hanno dimostrato un nuovo modo di indagare i meccanismi all'opera nell'Alzheimer e altre malattie neurodegenerative, che potrebbe anche rivelarsi utile nella ricerca di farmaci efficaci. Per capire meglio, si sono rivolti al pesce zebra, che è trasparente nelle prime fasi della sua vita.
I ricercatori ne hanno sviluppato una varietà transgenica, il "MitoFish," che consente loro di vedere - all'interno di singoli neuroni di animali vivi - come le malattie del cervello ostacolano il trasporto dei mitocondri, le centrali elettriche della cellula.
 Immagine confocale della testa di pesce zebra che mostra la marcatura delle membrane degli assoni sensoriali (giallo), dei mitocondri (ciano), e dell'autofluorescenza (rosso). (Credit: Copyrighted image by Leanne Godinho & Thomas Misgeld, TU Muenchen) |
Le malattie neurodegenerative come l'Alzheimer, il Parkinson, la SLA (sclerosi laterale amiotrofica) e la SM (sclerosi multipla) sono molto diverse nei loro effetti sulle funzioni cognitive e motorie, sul comportamento, e sulla prognosi dei pazienti. Eppure a livello dei singoli neuroni, si possono osservare meccanismi comuni che sono sia causa che conseguenza della degenerazione del nervo in un certo numero di diverse malattie.
Uno di questi è un disturbo nel trasporto dei mitocondri, organelli che svolgono diversi ruoli fondamentali nella vita di una cellula - il principale è la consegna dell'energia dove è necessario. E in un neurone, una cellula estremamente affamata di energia, ciò significa spostare i mitocondri fino in fondo alla sua lunga estensione, l'assone. E' stato rivelatore studiare il trasporto dei mitocondri in altri modelli animali di malattie neurodegenerative, in particolare nei topi. Ma il modello MitoFish apre nuove possibilità.
Il nuovo modello è stato sviluppato congiuntamente dal laboratorio del Prof. Thomas Misgeld della Technische Universität München (TUM) e di quello del Dr. Bettina Schmid, scienziato senior del Centro tedesco per le Malattie Neurodegenerative (DZNE) con sede all'Istituto del Prof. Christian Haass alla LMU. "Questa collaborazione ha fornito un sistema" dice Misgeld, "con il quale possiamo cercare di capire le regole del traffico o il ciclo di vita di un dato organello, in questo caso i mitocondri, nel contesto di una cellula nervosa nel suo ambiente fisiologico, dove si sviluppa ed evolve. La maggior parte di queste cose non si capisce abbastanza bene da essere modellata in un altro contesto, quindi abbiamo l'organismo che fa per noi".
Il MitoFish è sia facilmente manipolabile, consentendo ai ricercatori di porre domande specifiche, e letteralmente trasparente, permettendo una osservazione in vivo non invasiva dei cambiamenti importanti nei processi della malattia. È possibile vedere l'intero neurone vivo nel tempo e seguire i movimenti dei mitocondri all'interno di esso. "Il pesce zebra è un modello genetico assodato", spiega Schmid, "il che significa che è possibile portare geni estranei o alcune proteine nel pesce per verificare ipotesi sulla biologia di base, sui meccanismi della malattia, o sulle potenziali terapie. Inoltre, poiché l'embrione precoce è trasparente, si possono marcare delle cellule nervose specifiche con una proteina fluorescente e poi guardarle in un animale vivente intatto".
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Fonte: Materiale della Technische Universitaet Muenchen, via EurekAlert!, a service of AAAS.
Riferimento: G. Plucinska, D. Paquet, A. Hruscha, L. Godinho, C. Haass, B. Schmid, T. Misgeld. In Vivo Imaging of Disease-Related Mitochondrial Dynamics in a Vertebrate Model System. Journal of Neuroscience, 2012; 32 (46): 16203 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1327-12.2012.
Pubblicato in ScienceDaily il 5 Dicembre 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.
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