Identificata proteina che può interferire con lo sviluppo embrionale del cervello e la migrazione dei neuroni

15 Gen 2013

Gli interneuroni - le cellule nervose che funzionano come "variatori" - svolgono un ruolo importante nel cervello. La loro formazione e migrazione alla corteccia cerebrale durante la fase embrionale di sviluppo è essenziale per il normale funzionamento del cervello.

Sviluppo e migrazione anormali degli interneuroni possono portare a una serie di disturbi e malattie: dall'epilessia all'Alzheimer.

Gli interneuroni (che si muovono dal basso a
sinistra verso l'alto a destra in questa immagine)
utilizzano piccole braccia per tirarsi fuori da un
pezzo di tessuto cerebrale embrionale che è
cresciuto per due giorni in una piastra di Petri.
(Credit: Image courtesy of KU Leuven)

Una nuova ricerca, condotta dal Dr. Eve Seuntjens e dal Dr. Veronique van den Berghe del Dipartimento di Sviluppo e Rigenerazione (laboratorio Danny Huylebroeck, Facoltà di Medicina) della KU Leuven (Università di Lovanio), ha identificato due proteine, SIP1 e Unc5b, che hanno un ruolo importante nello sviluppo e nella migrazione di interneuroni nella corteccia cerebrale - una svolta nella comprensione dello sviluppo cerebrale iniziale.

Per il funzionamento del cervello sano sono cruciali due tipi di cellule nervose:

(1) i neuroni di proiezione, quello il più noto dei due, producono collegamenti tra le diverse aree del cervello;
(2) gli interneuroni, il secondo tipo, funzionano come variatori [dimmers] che regolano i processi di segnalazione dei neuroni di proiezione.

Una carenza o irregolare funzionamento degli interneuroni può provocare cortocircuiti nel sistema nervoso. Questo può portare a crisi epilettiche, un sintomo comune di disturbi cerebrali. La disfunzione interneuronale sembra anche avere un ruolo nella schizofrenia, nell'autismo e nelle malattie neurodegenerative come l'Alzheimer, il Parkinson e la SLA.

Pionieri

I ricercatori hanno da poco capito come si formano i diversi tipi di neuroni durante lo sviluppo embrionale. Durante lo sviluppo iniziale del cervello, le cellule staminali formano i neuroni di proiezione della corteccia cerebrale. Gli interneuroni sono fatti altrove nel cervello. Questi interneuroni poi migrano verso la corteccia per mescolarsi con i neuroni di proiezione. Il Dr. Eve Seuntjens del laboratorio Celgen guidato dal professor Danny Huylebroeck spiega: "Il viaggio degli interneuroni è molto complesso: il loro ambiente cambia costantemente durante la crescita e non ci sono le strutture esistenti - tipo le vie nervose - che possono seguire".

La questione è come gli interneuroni giovani ricevono le loro "indicazioni" verso la corteccia cerebrale. Diverse proteine hanno un ruolo, dice il Dott. Seuntjens. "Abbiamo cambiato il gene che contiene il codice di produzione della proteina SIP1 nei topi in modo che questa proteina non sia più prodotta durante lo sviluppo del cervello. In quei topi gli interneuroni non hanno mai raggiunto la corteccia cerebrale; non riuscivano a trovare la strada. Questo ha a che fare con i segnali di orientamento (sostanze che respingono o attraggono gli interneuroni spingendoli quindi nella direzione giusta) incontrati dagli interneuroni nella strada verso la corteccia cerebrale. Senza produzione di SIP1, gli interneuroni vedono le cose attraverso una lente troppo forte, per così dire. Vedono troppi segnali di stop e si bloccano. Tale lente troppo forte è la proteina Unc5b che viene disattivata dalla SIP1 nei topi sani. Ci sono diversi fattori noti che influenzano la migrazione degli interneuroni, ma l'Unc5b è la prima proteina che abbiamo isolato che ora sappiamo deve essere spenta per permettere una migrazione dgli interneuroni senza problemi".

Il passo successivo è studiare questo processo neuronale negli esseri umani. "Ora che ci sono le tecniche per creare cellule staminali da cellule della pelle, siamo in grado di simulare la trasformazione di cellule staminali in interneuroni e esaminare cosa può andare male. Da lì, siamo in grado di verificare se alcuni farmaci possono invertire il danno. Questo è tutto ancora all'orizzonte, ma si può vedere che l'attenzione della ricerca sui disturbi e sulle malattie cerebrali si sta sempre più spostando verso lo sviluppo infantile perché potrebbe essere proprio lì la causa".

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Fonte: Materiale della KU Leuven.

Riferimento: Veronique van den Berghe, Elke Stappers, Bram Vandesande, Jordane Dimidschstein, Roel Kroes, Annick Francis, Andrea Conidi, Flore Lesage, Ruben Dries, Silvia Cazzola, Geert Berx, Nicoletta Kessaris, Pierre Vanderhaeghen, Wilfred van IJcken, Frank G. Grosveld, Steven Goossens, Jody J. Haigh, Gord Fishell, André Goffinet, Stein Aerts, Danny Huylebroeck, Eve Seuntjens. Directed Migration of Cortical Interneurons Depends on the Cell-Autonomous Action of Sip1. Neuron, 2013; 77 (1): 70 DOI: 10.1016/j.neuron.2012.11.009.

Pubblicato in ScienceDaily il 14 Gennaio 2013 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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