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Pesce-zebra rivela il regolatore centrale per lo sviluppo del sistema cerebrale dell'istamina

Danio rerio o pesce zebra - da WikipediaRicercatori dell'Università di Helsinki in Finlandia, hanno dimostrato in uno studio condotto sul pesce zebra, che la presenilina-1 (PSEN1), gene associato all'Alzheimer, agisce da regolatore centrale per lo sviluppo del sistema dell'istamina, che è a sua volta alterato nei pazienti con Alzheimer.

La ricerca dimostra che le mutazioni nel gene PSEN1 sono comuni nelle forme familiari di Alzheimer, e la proteina presenilina-1 codificata dal gene è coinvolta nella scissione della proteina precursore dell'amiloide.


Nell'Alzheimer la proteina precursore dell'amiloide non è scissa in modo normale, e la proteina si accumula nel cervello danneggiando tratti neuronali e i neuroni. Non si sa ancora se il gene PSEN1 è coinvolto nell'eziologia [=cause] dell'Alzheimer attraverso un altro meccanismo.


Il gruppo di ricerca del professor Pertti Panula dell'Università di Helsinki ha chiarito il ruolo del gene PSEN1 nello sviluppo del sistema dell'istamina neuronale e la sua modulazione. L'istamina è uno dei neurotrasmettitori essenziali per tutte le funzioni cognitive, che sono alterate nell'Alzheimer. Il sistema dell'istamina viene alterato durante la progressione della malattia.


Nello studio il pesce zebra è utilizzato come modello di organismo, per il suo rapido sviluppo e perchè la sua trasparenza permette ai ricercatori di studiare lo sviluppo e la funzione di organi vitali. Per studiare la funzione del gene PSEN1, sono stati generati pesci zebra senza proteina funzionale Presenilina-1. Nonostante il fatto che i pesci mancassero della presenilina-1 funzionale, erano vitali e si sono sviluppati fino all'età adulta.


La mancanza di proteina presenilina-1 ha indotto una variazione del comportamento del zebrafish larvale, non reagivano come i pesci normali alle variazioni veloci di intensità luminosa. "Sulla base di precedenti ricerche sappiamo che questo cambiamento nel comportamento è associato a mancanza di istamina nel cervello", spiega Panula. In età adulta il comportamento motorio del pesce zebra mutante differisce da quello del pesce normale: il pesce nuota sui bordi dell'area a disposizione, evitando la parte interna. Precedenti studi del gruppo hanno dimostrato che questa alterazione comportamentale è dovuta anche a cambiamenti nel sistema dell'istamina.


I ricercatori hanno scoperto che le larve dei pesci senza proteina Presenilina-1 avevano un numero significativamente minore di neuroni istamina; in età adulta il numero di neuroni istamina è risultato significativamente aumentato in questi pesci rispetto ai pesci normali. "Questi risultati rivelano che il gene PSEN1 è un regolatore centrale dello sviluppo dei neuroni istamina e che la mutazione può causare una modifica permanente per il resto della vita nel sistema dell'istamina neuronale. Questa è una scoperta molto interessante", scrive Panula.


Una questione interessante che rimane da chiarire è dove nascono i nuovi neuroni istamina nel cervello del pesce zebra adulto. Sono cellule staminali di nuova differenziazione o sono altre cellule che diventano neuroni istamina? La risposta non è nota, ma sulla base di questi risultati è opportuno chiarire il ruolo della proteina presenilina-1 nella differenziazione delle cellule staminali anche nel cervello dei mammiferi. "I mammiferi hanno cellule staminali nell'ipotalamo, nella stessa zona in cui si trovano i neuroni istamina di tutti i vertebrati studiati", commenta Panula.


Panula riconosce che lo studio pubblicato non dice niente del meccanismo dell'Alzheimer nell'uomo. La nuova conoscenza fornita dallo studio sulla funzione del gene PSEN1 e sullo sviluppo del sistema dell'istamina del cervello è un passo in avanti per comprendere l'eziologia della malattia. "La ricerca di base è a livello molecolare, e c'è un lungo cammino per arrivare al trattamento di malattie umane. Questo tipo di ricerca fornisce le scoperte su cui poi si basano i trattamenti", scrive Panula.


Il Journal of Neuroscience ha pubblicato lo studio che è stato condotto al Centro di Neuroscienze dell'Università di Helsinki, e all'Istituto di Biomedicina.

 

 

 

 

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Fonte: Materiale della Helsingin yliopisto (University of Helsinki), via AlphaGalileo.

Riferimento:
Maria Sundvik, Yu-Chia Chen, and Pertti Panula. Presenilin1 Regulates Histamine Neuron Development and Behavior in Zebrafish, Danio rerio. Journal of Neuroscience, 2013; 33 (4): 1589-1597 DOI: 10.1523/%u200BJNEUROSCI.1802-12.2013.

Pubblicato in Science Daily il 5 Febbraio 2013 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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