Ricerche
Come sono creati i ricordi?
Chiedi a un non-scienziato come sono fatti i ricordi e probabilmente dovrai evocare immagini di feste di compleanno dell'infanzia o di matrimonio. Charles Hoeffer invece pensa alle proteine.
Per cinque anni, l'assistente professore di fisiologia integrativa della University of Colorado di Boulder ha lavorato per conoscere meglio una proteina chiamata AKT, che è onnipresente nel tessuto cerebrale e strumentale nel consentire al cervello di adattarsi a nuove esperienze e di fissare nuovi ricordi. Fino ad ora, gli scienziati avevano capito molto poco di ciò che essa fa nel cervello.
Hoeffer e i co-autori lo spiegano per la prima volta con una nuova ricerca finanziata dai National Institutes of Health, dimostrando che l'AKT è disponibile in tre diverse varietà, che risiedono in diversi tipi di cellule cerebrali e influenzano la salute del cervello in modi ben distinti.
La scoperta potrebbe portare a trattamenti nuovi e più mirati per tutto, dal glioblastoma (il cancro al cervello), al morbo di Alzheimer, alla schizofrenia. "L'AKT è una proteina centrale che è implicata in una serie di malattie neurologiche, ma sappiamo tremendamente poco su di essa", ha detto Hoeffer. "Il nostro lavoro è il primo a esaminare esaustivamente quali sono le sue diverse forme nel cervello e dove sono".
Scoperta negli anni '70 e più conosciuta come 'oncogene' (se mutata, può promuovere il cancro), l'AKT è stata identificata più di recente come un attore chiave nella promozione della 'plasticità sinaptica', la capacità del cervello di rafforzare le connessioni cellulari in risposta alle esperienze.
"Diciamo che vedi un grande squalo bianco, e hai paura, e il tuo cervello vuole creare un ricordo di ciò che sta accadendo. Devi creare nuove proteine per codificare quel ricordo", ha detto. L'AKT è una delle prime proteine a essere coinvolta, un interruttore centrale che accende la fabbrica della memoria.
Ma non tutte le AKT sono create uguali. Per lo studio, la squadra di Hoeffer ha silenziato le tre diverse isoforme o varietà di AKT nei topi e ha osservato la loro attività cerebrale. Hanno fatto una serie di scoperte chiave:
- L'AKT1 è onnipresente nei neuroni e sembra essere la forma più importante nel promuovere il rafforzamento delle sinapsi in risposta all'esperienza, ovvero nella creazione della memoria. (Questa scoperta è in linea con la ricerca precedente che dimostra che le mutazioni nell'AKT1 aumentano il rischio di schizofrenia e altri disturbi cerebrali associati a un difetto nel modo in cui un paziente percepisce o ricorda le esperienze).
- L'AKT2 è presente solo nelle astroglia, le cellule di supporto a forma di stella del cervello e del midollo spinale che sono spesso colpite dal cancro al cervello e dalle lesioni cerebrali. "Questo è un risultato davvero importante", ha detto il co-autore Josien Levenga, che ha lavorato al progetto come ricercatore post-dottorato della CU Boulder. "Se potessimo sviluppare un farmaco che punta solo l'AKT2, senza influenzare altre forme, potrebbe essere più efficace nel trattare determinati problemi con minori effetti collaterali".
- L'AKT3 sembra avere un ruolo chiave nella crescita del cervello; i topi il cui gene AKT3 è silenziato hanno minori dimensioni cerebrali.
"Prima di questo studio, si pensava che tutti avessero praticamente la stessa cosa nelle stesse cellule, nello stesso modo. Ora ne sappiamo di più", ha detto Hoeffer.
Egli osserva che sono già stati sviluppati inibitori pan-AKT per il trattamento del cancro, ma immagina un giorno in cui si potrebbero sviluppare farmaci che puntano versioni più specifiche della proteina (potenziatori AKT1 per l'Alzheimer e schizofrenia, inibitori AKT2 per il cancro), lasciando le altre forme intatte, ed evitando effetti collaterali.
Sono in corso ulteriori ricerche sugli animali per determinare cosa succede al comportamento quando le diverse forme della proteina degenerano. "Trattamenti specifici per l'isoforma sono molto promettenti per progettare terapie mirate al trattamento di malattie neurologiche, con maggiore efficacia e accuratezza rispetto a quelle che usano un approccio unico per tutte", concludono gli autori. "Questo studio è un passo importante in questa direzione".
Fonte: University of Colorado at Boulder (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Josien Levenga, Helen Wong, Ryan A Milstead, Bailey N Keller, Lauren E Laplante, Charles A Hoeffer. AKT isoforms have distinct hippocampal expression and roles in synaptic plasticity. eLife, 2018 DOI: 10.7554/eLife.30640.001
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