Ricerche

Gli automobilisti delle città con traffico più caotico, spesso paralizzato, potrebbero imparare qualcosa dal moscerino della frutta.

Degli scienziati hanno scoperto che anche in meno di 30 secondi possono formarsi e sciogliersi dei blocchi cellulari nelle cellule nervose del cervello dell'insetto, l'equivalente molecolare degli ingorghi.

I risultati, pubblicati sulla rivista PLoS ONE, potrebbero fornire indizi agli scienziati per identificare e curare meglio le malattie neurodegenerative come l'Alzheimer e l'Huntington.

"La nostra ricerca suggerisce che i blocchi permanenti e fissi possono ostacolare il trasporto di importanti componenti cellulari e, in ultima analisi, portare alla degenerazione e alla morte cellulare", dice il ricercatore Shermali Gunawardena, PhD, assistente professore di scienze biologiche al College di Arti e delle Scienze dell'Università di Buffalo. "Al contrario, i blocchi che si risolvono possono essere benigni"."Questa è una distinzione importante che potrebbe aiutare i ricercatori a decidere su quale tipo di blocchi concentrarsi, per sviluppare farmaci e altre forme di terapia per alcune di queste malattie debilitanti".

Gli scienziati sanno da tempo che molti componenti cellulari essenziali sono trasportati lungo tratti di cellule nervose chiamati «percorsi neuronali», e che questi movimenti sono necessari per la crescita, il funzionamento e la manutenzione dei neuroni. Solo di recente, tuttavia, sono riusciti a comprendere le molte proteine ​​che aiutano a controllare questi movimenti.

Nello studio della UB, i ricercatori hanno esaminato le cellule nervose isolate delle larve di moscerino della frutta. I percorsi neuronali di queste larve sono simili ai circuiti neuronali degli esseri umani. Di solito i ricercatori identificano i blocchi attraverso immagini ferme di larve morte. Queste immagini forniscono solo un'istantanea, invece di una rappresentazione del comportamento dei componenti cumulati su periodi distinti. I ricercatori della UB hanno cambiato l'approccio, analizzando i percorsi neuronali di larve viventi. A differenza delle immagini fisse, questo metodo mostra come il trasporto dei componenti cambia con l'evolversi dei percorsi neuronali nel tempo.

I ricercatori hanno scoperto che alcuni blocchi si formano e si dissolvono, piuttosto rapidamente. Per esempio, un blocco appariva e spariva nell'intervallo di 29 secondi. La sua vita relativamente breve, dice la Gunawardena, indica che il blocco è probabilmente benigno e non dannoso per la cellula. La distinzione è importante, secondo lei, perché potrebbe consentire ai ricercatori di concentrarsi sui blocchi permanenti che probabilmente fermano il movimento cellulare e possono comportare i rischi più gravi per la salute.

I ricercatori hanno visto anche come il trasporto di materiali essenziali, per diversi giorni, contribuisce alla crescita dei neuroni. Se il trasporto è interrotto, la crescita del neurone è compromessa. Quando il neurone cresce, aumenta lo spostamento di alcuni componenti che trasportano proteine ​​sinaptiche mentre altri componenti non mostrano variazioni significative. Ciò suggerisce che il trasporto di componenti nei circuiti neuronali è legato alla crescita e alla funzione della cellula nervosa.

Presi nell'insieme, i risultati suggeriscono che è necessaria altra ricerca per capire meglio le caratteristiche spaziali e temporali del trasporto dei materiali essenziali all'interno dei neuroni negli organismi viventi. Questo, a sua volta, fornirà indizi sul modo in cui i difetti di questo sistema possono portare a malattie neurodegenerative e, forse, al modo migliore per identificare e trattare questi disturbi.

Allo studio hanno collaborato Gary J. Iacobucci, studente laureato in neuroscienze alla UB; Noura Abdel Rahman, laureato della UB che collabora volontariamente nel laboratorio della Shermali; Aida Andrades Valtueña, studente scambista dalla Spagna; e Tapan Kumar Nayak, ricercatore post-dottorato della UB. Il lavoro è stato parzialmente finanziato dal National Institutes of Health.

Fonte:  Cory Nealon in University at Buffalo  (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenit:  Gary J. Iacobucci, Noura Abdel Rahman, Aida Andrades Valtueña, Tapan Kumar Nayak, Shermali Gunawardena. Spatial and Temporal Characteristics of Normal and Perturbed Vesicle Transport. PLoS ONE, 2014; 9 (5): e97237 DOI: 10.1371/journal.pone.0097237

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