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La conversione di astrociti in neuroni. La nuova cura al morbo di Parkinson

La conversione di astrociti in neuroni. La nuova cura al morbo di Parkinson

La possibilità di convertire cellule non neuronali come gli astrociti in neuroni può aiutare a combattere il parkinsonismo

Un nuovo studio propone di modificare gli astrociti in modo tale da diventare dei neuroni e sintetizzare la dopamina, il neurotrasmettitore che viene a mancare nelle persone che soffrono del morbo di Parkinson.

Cosa sono gli astrociti e cosa i neuroni

Il neurone è una cellula che presenta prolungamenti citoplasmatici anche lunghi e complessi, grazie ai quali entra in contatto con altri neuroni, cellule muscolari, epiteliali e connettivali. I neuroni presentano un corpo cellulare, nel quale è posto il nucleo, e due tipi di prolungamenti, dendriti ed assone. In linea generale i dendriti formano l’apparato ricevente e l’assone l’apparato di trasmissione. In alcune zone di contatto tra i neuroni avviene una interazione sinaptica attraverso la quale, tramite vescicole sinaptiche, i neuroni passano delle sostanze chimiche chiamate neurotrasmettitori, tra cui la dopamina, di cui parleremo, che determinano il trasferimento di un impulso elettrico. Nel suo insieme il neurone è circondato da cellule di sostegno, chiamate cellule della nevroglia (dal greco “glia” che significa “colla”), molto più numerose dei neuroni, che formano una fitta rete di sostengo, ma non solo, sono il mezzo attraverso cui si compiono gli scambi gassosi e nutritivi, hanno inoltre funzioni isolanti e di riparazione delle lesioni. Di questo gruppo fanno parte gli astrociti, la categoria più numerosa. Essi regolano la trasmissione dell’impulso e rimuovono i neurotrasmettitori sfuggiti dalle sinapsi, ad esempio il glutammato, viene metabolizzato in glutammina dagli astrociti e poi ceduta ai neuroni che la utilizzano per formare altri neurotrasmettitori. Un’ altra funzione importante è quella della riparazione delle lesioni, durante la degenerazione dei neuroni si ipertrofizzano insieme agli oligodendrociti (altre cellule della nevroglia) per colmare gli spazi lasciati vuoti dai neuroni.

Lo studio

La malattia di Parkinson è una malattia neurodegenerativa, in cui i neuroni che sintetizzano dopamina muoiono (le cause non sono ancora chiare) nella substantia nigra, una regione del mesencefalo, provocando una serie di sintomi quali tremori, rigidità, lentezza nei movimenti e demenza nelle fasi acute. Questo perché la dopamina ricopre ruoli molto importanti, coinvolge il movimento volontario, il comportamento, la cognizione, la motivazione, l’attenzione, l’umore, l’apprendimento e altro ancora. Gli scienziati si sono dunque posti il problema di come sostituire i neuroni che muoiono e di conseguenza la mancanza di dopamina. Gli astrociti possono essere convertiti in neuroni attraverso l’espressione forzata di fattori di trascrizione e microRNA, diventando capaci di rilasciare dopamina, gli astrociti modificati in questo modo prendono il nome di “iDA“. Due team, capitanati una Qian del dipartimento di Medicina Cellulare e Molecolare dell’ Università della Californa e l’altro da Zhou dall’Istituto di Scienze Biologiche di Shangai, hanno usato lo stesso metodo ma con due diverse procedure di inserimento degli iDA nei topi. Il team di Qian ha utilizzato astrociti isolati dalla corteccia e dal cervello medio di topo e dalla corteccia umana, utilizzando poi un piccolo RNA a forcina per promuovere la degradazione di un RNA messaggero, che porterebbe alla produzione di PTB che è espressa negli astrociti e che inibisce la differenziazione in neurone, innescando di fatto la conversione in neuroni di tutti e tre gli astrociti prelevati, inseriti poi nel cervello tramite un costrutto virale. Zhou ha ottenuto lo stesso risultato usando però una tecnica chiamata CRISPR-CasRx esaurendo l’mRNA per PTB, determinandone la conversione.

Il risultato

Entrambi gli approcci hanno osservato l’effettiva conversione di alcuni astrociti (circa il 40%) nelle loro sedi, favorendo il ripristino del comportamento motorio. Si è osservato, però, che alcuni tipi di iDA mostravano una diversa efficienza di altri, ad esempio il team di Qian ha riscontrato una maggiore efficienza di conversione nel mesencefalo del topo rispetto al mesencefalo isolato, indicando un ruolo importante dei fattori locali del cervello nella conversione degli astrociti in iDA, l’identificazione di questi fattori potrebbe essere la chiave per l’ulteriore miglioramento nella conversione degli astrociti in neuroni. Lo studio ha fatto sorgere anche nuove domande, ad esempio perché gli astrociti reprimono i geni neuronali. Poiché astrociti e neuroni presentano un antenato comune (progenitori della glia radiale), questo dapprima dà origine a neuroni e poi si differenzia in astrociti e altre cellule gliali, con funzione di supporto, esprimendo PTB mentre i neuroni no. Forse gli astrociti del mesencefalo sono programmati per generare neuroni dormienti a meno che il PTB non sia esaurito. Questo nuovo approccio alla cura della malattia promette bene ma si deve ancora affermare la sicurezza dell’esaurimento di PTB, per escludere qualsiasi danno collaterale alle altre cellule.

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