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Nuovo percorso per la riparazione dei neuroni

Nuovo percorso per la riparazione dei neuroniA sinistra un neurone di un animale 5 ore dopo la rimozione laser dei dendriti. Dopo 48 ore (centro) la stessa cellula presenta una nuova ramificazione di dendriti dal corpo cellulare, e dopo 96 ore la ramificazione riempie tutto lo spazio di solito occupato dalla cellula. (Credit: Melissa Rolls lab., Penn State University)Biologi molecolari della Penn State University hanno scoperto una nuova strada per la riparazione delle cellule nervose, che potrebbe implicare guarigioni migliori e più rapide.


I ricercatori descrivono i risultati in un articolo che sarà pubblicato nel numero del 30 gennaio 2014 di Cell Reports. Questi risultati dimostrano che i dendriti, la componente delle cellule nervose che riceve informazioni dal cervello, hanno la capacità di ricrescere dopo un infortunio.


Studi precedenti con molti modelli hanno dimostrato che quando le cellule nervose (neuroni) sono ferite, esse riparano il danno attraverso la ricrescita degli assoni, la componente di un neurone che invia informazioni ad altre cellule, ha spiegato il co-autore Melissa Rolls, professore associato di biochimica e biologia molecolare alla Penn State. "Per esempio, se ti rompi il braccio e l'osso taglia alcuni assoni, potresti perdere sensibilità o movimento in una parte della mano. Nel tempo si ritrova la sensibilità quando l'assone si rigenera".


Data la capacità dei neuroni di rigenerare gli assoni, la Rolls ed i suoi colleghi si sono chiesti se anche i dendriti potrebbero rigenerarsi dopo una lesione. La comunità scientifica non si era ancora fatta questa domanda, salvo per un paio di studi precedenti su scala limitata, che hanno prodotto risultati contrastanti.


Usando il moscerino della frutta (Drosophila) come sistema modello, i ricercatori hanno preso quello che la Rolls definisce un "approccio radicale", tagliando tutti i dendriti nelle cellule neuronali. "Volevamo davvero spingere le cellule al limite estremo", ha detto. "Tagliando tutti i dendriti, le cellule non sarebbero più state in grado di ricevere informazioni, e ci aspettavamo che sarebbero morte. Siamo rimasti sorpresi di scoprire che le cellule non muoiono. Al contrario fanno ricrescere completamente e molto più velocemente i dendriti di quanto avviene con gli assoni. Nel giro di poche ore iniziano a far ricrescere dendriti, e dopo un paio di giorni hanno ricreato quasi tutta la ramificazione. E' molto interessante, queste cellule sono estremamente robuste".


Inoltre, sembra che la rigenerazione dei dendriti avvenga indipendentemente dalla rigenerazione assonale. Quando la Rolls ed i suoi colleghi hanno bloccato le molecole chiave di segnalazione, necessarie per la rigenerazione degli assoni in tutti gli animali, hanno trovato che i dendriti non ne erano influenzati e continuavano a ricrescere. "Questo significa che, non solo questi neuroni hanno una capacità incredibile di generare, ma hanno due diversi percorsi: uno per la rigenerazione degli assoni e uno per quella dei dendriti", ha detto.


"Poiché non era nemmeno chiaro che i dendriti potessero rigenerarsi, cosa potrebbe essere coinvolto in tale processo è una questione completamente aperta. Il prossimo passo sarà cercare i marcatori della ricrescita dei dendriti (proteine necessarie o geni attivati nel processo), così da capire di più quello che succede durante la riparazione dendritica. Noi non sappiamo nemmeno in quali scenari avviene la rigenerazione dei dendriti nelle persone, perché nessuno sapeva che esiste".


Le implicazioni per la salute umana - anche se un bisogna lavorare ancora molto - sono importanti, ha detto la Rolls. Ad esempio, nel caso di un ictus, quando un'area del cervello subisce perdite ematiche, si danneggiano i dendriti delle cellule cerebrali e possono essere riparati solo se la perdita di sangue è molto breve. Altrimenti, si pensa che quelle cellule cerebrali muoiano. Ma se queste cellule sono in grado di rigenerare i dendriti, e se gli scienziati capiscono come avviene la ricrescita dendritica, allora i ricercatori potrebbero essere in grado di promuovere questo processo.


"Abbiamo trovato qualche motivo di speranza per la riparazione dei neuroni", ha detto Rolls. "Quello che stiamo facendo è un lavoro di ottimismo. E' semplicemente fantastico sapere che c'è anche tutta un'altra strada per la sopravvivenza [dei neuroni] che nessuno aveva ancora esaminato prima".


Oltre alla Rolls, gli scienziati che hanno contribuito a questa ricerca includono Michelle C. Stone, Richard M. Albertson, e Li Chen, tutti della Penn State. La ricerca è stata finanziata dal National Institutes of Health e dal Pew Charitable Trusts.

 

 

 

 

 


FontePenn State.

Riferimenti: Michelle C. Stone, Richard M. Albertson, Li Chen, Melissa M. Rolls. Dendrite Injury Triggers DLK-Independent Regeneration. Cell Reports, 2014; DOI: 10.1016/j.celrep.2013.12.022

Pubblicato da Krista Weidner in science.psu.edu (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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