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Lo sviluppo cerebrale del pesce insegna come si formano le nostre reti vascolari
Il modo in cui si forma l'intricata rete di vasi sanguigni all'interno del cervello ha a lungo affascinato i biologi.
Anche se il cervello umano rappresenta solo il 2 per cento del peso corporeo, riceve fino al 15 per cento del flusso cardiaco attraverso questa rete, o vascolatura dei vasi.
Il sistema vascolare nel cervello umano è costituito da una rete complessa di ramificazioni dei vasi sanguigni, con una lunghezza totale di parecchie centinaia di chilometri. La rete è formata in modo da distribuire il sangue efficacemente a tutte le regioni del cervello, e le alterazioni possono portare a vari disturbi neurologici, compreso ictus, difficoltà di apprendimento e neurodegenerazione. Eppure, la nostra conoscenza del modo in cui si sviluppa la vascolarizzazione del cervello rimane relativamente limitata.
In questo studio, pubblicato il 14 agosto sulla rivista ad accesso libero PLoS Biology, il gruppo di ricerca del Dr. Jiu-lin Du, dell'Istituto di Neuroscienze presso l'Accademia Cinese delle Scienze, ha impiegato il pesce zebra (nella foto una variante) come semplice modello animale vertebrato e ha adottato un approccio multidisciplinare.
Hanno scoperto che la 'potatura dei vasi' che viene effettuata naturalmente durante lo sviluppo (in cui il sistema vascolare sviluppa la sua forma finale ottimale, relativamente semplificata attraverso la scomparsa di alcuni vasi) è guidato dal flusso sanguigno cerebrale, attraverso la migrazione laterale delle cellule che costituiscono i vasi.
Usando la microscopia ad alta risoluzione, che permette di ricostruire immagini tridimensionali, i ricercatori hanno analizzato le larve di pesce zebra durante il corso dello sviluppo, per esaminare la natura esatta della potatura. Hanno scoperto che nella fase di sviluppo, il sistema vascolare del pesce consisteva di numerose diramazioni, e che durante lo sviluppo avviene la potatura in questi segmenti che formano le diramazioni; circa il 45 per cento dei segmenti di vaso formati all'inizio sono potati nel corso dello sviluppo cerebrale.
Confrontando i vasi sanguigni potati e quelli non potati, era evidente che il flusso sanguigno diminuiva nei vasi prima dell'inizio della potatura, e quando i ricercatori hanno bloccato artificialmente il flusso di sangue in vasi specifici questo ha portato alla potatura dei vasi - mentre l'aumento del flusso sanguigno inibiva la potatura nei vasi interessati. Studiando i meccanismi molecolari che regolano questo processo, hanno scoperto che la potatura dei vasi è mediata principalmente dall'espressione del Rac1, una proteina nota per guidare la migrazione delle cellule EC coinvolte.
Questo studio nello sviluppo del cervello del pesce permette di avere nuove conoscenze sul modo in cui i segmenti di vasi sanguigni sono potati nello sviluppo della rete dei vasi sanguigni del cervello. I ricercatori credono che provocherà ulteriori indagini nel campo della ricerca vascolare, aumentando il potenziale di comprendere l'importanza del sistema vascolare in settori quali la manutenzione del cancro e delle metastasi.
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Fonte: Materiale della Public Library of Science.
Riferimento: Chen Q, Jiang L, Li C, Hu D, Bu Jw, et al. Haemodynamics-Driven Developmental Pruning of Brain Vasculature in Zebrafish. PLoS Biol, 10(8): e1001374 DOI: 10.1371/journal.pbio.1001374.
Pubblicato in ScienceDaily il 14 Agosto 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.
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