La morte dei neuroni, sia nel cervello che nell'occhio, può portare a una serie di malattie neurodegenerative umane, dalla cecità al Parkinson. Gli attuali trattamenti per questi disturbi possono solo rallentare la progressione della malattia, perché una volta che un neurone muore, non può essere sostituito.

Ora, un team di ricercatori dell'Università di Notre Dame, della Johns Hopkins University, della Ohio State University e della University of Florida, ha identificato le reti di geni che regolano il processo responsabile di determinare se i neuroni si rigenerano in certi animali, come il pesce-zebra.

“Questo studio è la prova di principio, che dimostra che è possibile rigenerare i neuroni della retina. Ora crediamo che il processo per rigenerare i neuroni nel cervello sia simile“, ha detto David Hyde, professore del Dipartimento di Scienze Biologiche della Notre Dame e coautore senior dello studio.

Per la ricerca, pubblicata su Science, gli scienziati hanno mappato i geni di animali che hanno la capacità di rigenerare i neuroni della retina. Ad esempio, quando la retina di un pesce-zebra è danneggiata, le cellule chiamate 'glia Müller'  passano attraverso un processo chiamato riprogrammazione.

Durante la riprogrammazione, le cellule glia Müller cambiano la loro espressione genica per diventare come cellule progenitrici, le cellule usate durante il primo sviluppo di un organismo. Pertanto, queste cellule, ora di tipo progenitore, possono diventare qualsiasi cellula necessaria per riparare la retina danneggiata.

Come il pesce-zebra, anche le persone hanno cellule glia Müller. Tuttavia, quando la retina umana è danneggiata, queste cellule gliali rispondono con la gliosi, un processo che non permette loro di riprogrammarsi.

Hyde, che è anche direttore del Zebrafish Research Center alla Notre Dame, ha detto:

“Dopo aver determinato i processi di recupero dei danni alla retina di animali diversi, abbiamo dovuto decifrare se il processo di riprogrammazione e di gliosi erano simili. Le cellule glia Müller seguono lo stesso percorso negli animali rigeneranti e non-rigeneranti o questi percorsi sono completamente diversi?

“Questo è stato molto importante, perché se vogliamo essere in grado di usare le cellule glia Müller per rigenerare i neuroni della retina nelle persone, dobbiamo capire se è una questione di ridirigere il percorso glia Müller attuale o se serve un processo completamente diverso".

Il team di ricerca ha scoperto che il processo di rigenerazione richiede all'organismo solo di 'riaccendere' i suoi processi di sviluppo iniziale. Inoltre, i ricercatori sono riusciti a dimostrare che durante la rigenerazione del pesce-zebra, le cellule glia Müller passano anche attraverso la gliosi, il che significa che gli organismi che sono in grado di rigenerare i neuroni della retina seguono un percorso simile a quello degli animali che non ci riescono.

Mentre la rete di geni del pesce-zebra poteva muovere le cellule glia Müller dalla gliosi allo stato riprogrammato, la rete di geni in un topo modello ha bloccato la riprogrammazione delle glia Müller. Da lì, i ricercatori sono riusciti a modificare le cellule glia Müller del pesce-zebra in uno stato simile a quello che blocca la riprogrammazione, mentre inducevano anche un modello di topo a rigenerare alcuni neuroni retinici.

Per il seguito, i ricercatori intendono identificare il numero di reti di regolazione genica responsabili della rigenerazione neuronale e capire esattamente quali geni all'interno della rete sono responsabili di regolamentare la rigenerazione.