Jonathan Kipnis

Scoperte potrebbero aiutare gli scienziati a elaborare nuove terapie per promuovere la neurogenesi nel cervello adulto e ristabilire la sua funzione nei pazienti affetti da depressione, disturbo post traumatico da stress e altri disturbi mentali.

Questi risultati sollevano la possibilità che questo processo appena scoperto possa essere manipolato per ringiovanire il cervello regolando l'aggiunta di nuovi neuroni.

Questa scoperta potrebbe gettare nuova luce sulla nostra comprensione di come il processo di neurogenesi adulto è regolato nel cervello sano, e, a sua volta fornire indicazioni sul cervello dei malati, dove la neurogenesi adulta è gravemente compromessa.

Il cervello adulto genera migliaia di nuove cellule cerebrali chiamate neuroni ogni giorno, ma solo una piccola parte di loro sopravvivono. Le altre muoiono e vengono consumate da cellule spazzino chiamate fagociti. Fino ad ora, gli scienziati non hanno pienamente compreso come funziona questo processo, quali fagociti sono unici nel cervello, e come la rimozione dei neuroni morti influenza la produzione di nuovi neuroni.

Negli esseri umani, la neurogenesi (formazione di nuovi neuroni) cessa in gran parte in molte aree del cervello durante l'età adulta. Tuttavia, in due aree del cervello ci sono forti evidenze che un numero consistente di nuovi neuroni sono naturalmente generati (nell'ippocampo, che è coinvolto nel formare, organizzare e archiviare la memoria, e nel bulbo olfattivo, coinvolto nella percezione degli odori).

Ricercatori dell'Health System della University of Virginia (UVA) hanno fatto una scoperta fondamentale nella comprensione di questo processo complicato, e le loro scoperte potrebbero un giorno aiutare gli scienziati ad elaborare nuove terapie per promuovere la neurogenesi nel cervello adulto e ristabilire la sua funzione nei pazienti affetti da depressione post-traumatico da stress, e altri disturbi mentali, in cui la neurogenesi adulta è compromessa.

I risultati appaiono in uno studio pubblicato online sulla rivista Nature Cell Biology e condotto da due ricercatori UVA - Jonathan Kipnis, PhD, professore associato di neuroscienze (foto sopra) e Kodi S. Ravichandran, PhD, presidente del Dipartimento di Microbiologia UVA e direttore del UVA Center for Cell Clearance. Zhenjie Lu, PhD, è il primo autore di questo lavoro ed è stato determinante nel combinare le metodologie nel laboratorio di Kipnis (che si concentra sui meccanismi fondamentali alla base dei disturbi neurologici) e il laboratorio di Ravichandran (che si concentra sulla pulizia della cellula) per affrontare la neurogenesi adulta attraverso un combinazione di studi in vivo su topi normali e geneticamente modificati, ed studi in vivo utilizzando colture neuronali.

Attraverso la loro ricerca, gli scienziati UVA hanno scoperto che alcuni tipi di cellule progenitrici, chiamate doublecortin (DCX)-progenitori neuronali positivi (o "neuroni nuovi nati"), hanno un doppio ruolo nella regolazione della produzione e l'eliminazione di nuove cellule cerebrali. Le cellule progenitrici generalmente agiscono come un sistema di riparazione per il corpo, sostituendo cellule speciali e mantenendo tessuti del sangue, della pelle e dell'intestino. Questa nuova scoperta indica la capacità di queste cellule di pulirsi l'una con l'altra, con beneficio in ultima analisi del processo di rigenerazione.

"Il nostro studio fornisce la prima evidenza che le celluleDCX+, oltre a svolgere la loro funzione di precursori neuronali nel cervello, funzionano anche come fagociti [cellule spazzino] sgombrando le loro sorelle morte - e che questo processo è necessario per mantenere la generazione continua di nuovi neuroni nel cervello", dice Kipnis. "Questi risultati sollevano la possibilità che questo processo appena scoperto potrebbe essere manipolato per ringiovanire il cervello regolando l'aggiunta di nuovi neuroni", dice Ravichandran. Questa scoperta, aggiunge Kipnis, inoltre potrebbe gettare nuova luce sulla nostra comprensione di come il processo di neurogenesi adulto è regolato nel cervello sano, e, a sua volta fornire indicazioni sul cervello dei malati, dove la neurogenesi adulta è gravemente compromessa.

"La nascita e la morte di nuovi neuroni nel cervello adulto sono state implicate nell'apprendimento continua e nella memoria", dice Kevin Lee, PhD, presidente del Dipartimento di Neuroscienze e professore di chirurgia neurologica. "I risultati di Kipnis, Ravichandran, Lu e i collaboratori sono affascinanti, perché descrivono un nuovo processo che regola la produzione e la rimozione di neuroni nati adulti. Questo rappresenta un passo importante verso l'identificazione dei meccanismi che potrebbero essere manipolati per controllare il numero di nuovi neuroni nel cervello adulto. Regolando i neuroni adulti di nuovo in questa maniera potrebbe aprire una nuova strada per la modifica di funzioni cognitive di base, compreso l'apprendimento".

UVA Health System è un sistema universitario per la salute che include un ospedale di 589 letti Magnet ®, la Scuola di Medicina UVA, un centro traumatologico di I livello, centri per il cancro e il cuore riconosciuti a livello nazionale e cliniche primarie e specializzate in tutto il centro Virginia. UVA è riconosciuto per l'eccellenza dalla Relazione US News World, Best Doctors in America, America's Top Doctors e Thomson Reuters' Top 50 Hospitals for Inpatient Cardiovascular Care.

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