Una nuova possibilità per la rigenerazione degli assoni
DIANE RICHMOND
NOTE
E NOTIZIE - Anno XIII – 05 dicembre 2015.
Testi pubblicati sul sito
www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind
& Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a
fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta
settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in
corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di
studio dei soci componenti lo staff dei
recensori della Commissione Scientifica
della Società.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
In numerose condizioni patologiche del sistema nervoso centrale, così come accade per effetto di traumi del midollo spinale, si produce un danno degli assoni che, nella massima parte dei casi, comporta un deficit funzionale permanente. Un’intensa attività di ricerca da decenni studia i processi cellulari e i meccanismi molecolari della rigenerazione, nella speranza di poter indurre a scopo terapeutico l’attività di autoriparazione che fa parte delle proprietà inespresse del tessuto nervoso. Ormai da anni è stato accertato che la capacità potenziale di rigenerare i neuriti danneggiati, da parte del neurone stesso e degli oligodendrociti che forniscono il rivestimento mielinico, è fisiologicamente inibita da segnali inviati dalla mielina danneggiata e dagli astrociti attivati, che agiscono come barriere molecolari e fisiche per la rigenerazione[1]. Ora, Camille Brochier, James Jones, Dianna Willis e Brett Langley hanno identificato in PARP1 [poly(ADP-ribose) polymerase 1] un mediatore critico e mai riconosciuto in precedenza dell’inibizione della crescita assonica.
Lo studio qui
recensito, in breve, dimostra che l’esposizione dei neuroni a varie molecole
inibitrici della crescita determina l’attivazione di PARP1, che causa l’accumulo di poli(ADP-ribosio), sia nel corpo
cellulare del neurone sia all’interno della struttura assonica, con la
conseguenza della limitazione della
crescita dell’assone. Coerentemente, l’inibizione
farmacologica o la perdita genetica
di PARP1 marcatamente facilita la rigenerazione
dell’assone. Nell’insieme, i risultati ottenuti da questo gruppo di ricerca
di New York, forniscono nuove conoscenze sui meccanismi della crescita degli
assoni ed identificano PARP1 quale potenziale bersaglio dell’azione terapeutica
volta a guarire la disabilità (Brochier
C., et al. Poly(ADP-ribose)
polymerase 1 is a novel target to promote axonal regeneration. Proceedings of The National Academy of
Sciences USA – Epub ahead of print doi: 10.1073/pnas.1509754112, 2015).
La provenienza degli autori è la
seguente: Department of Neurology and Neuroscience, Weill Medical College of
Cornell University, New York (USA); The Burke Medical Research Institute, White
Plains, New York (USA).
Attualmente, le opzioni terapeutiche dopo un danno acuto dei fasci di fibre nervose della sostanza bianca del sistema nervoso centrale, costituiti dai cilindrassi mielinizzati a rapida conduzione saltatoria, sono molto limitate. In generale, non si riesce a fare molto di più che evitare l’ulteriore perdita di neuroni. Un trattamento, per essere realmente efficace, dovrebbe superare il problema di promuovere la rigenerazione degli assoni all’interno di un ambiente di lesione neuronica, dove le molecole inibitrici provenienti dalla mielina danneggiata e dagli astrociti attivati agiscono come barriere molecolari e fisiche. I risultati sperimentali ottenuti da molti gruppi di ricerca negli anni recenti indicano che superare tali barriere per permettere la crescita assonica è una questione critica per qualsiasi strategia di riparazione all’interno del sistema nervoso centrale.
Gli esperimenti posti in essere da Camille Brochier e colleghi hanno consentito di identificare, quale mediatore critico di vari segnali di inibizione della crescita, PARP1 [poly(ADP-ribose) polymerase 1].
In particolare, è stata sperimentata l’esposizione di neuroni a Nogo e alla glicoproteina associata alla mielina, ossia molecole limitanti la crescita, con il risultato di un’attivazione di PARP1. Allo stesso modo, l’esposizione ai proteoglicani condroitin-solfati prodotti dagli astrociti reattivi determinava effetto di attivazione.
In tutti i casi, l’attivazione della polimerasi causava l’accumulo intraneuronico, sia nell’area del pirenoforo, e in generale nel soma cellulare, che all’interno degli assoni, di poli(ADP-ribosio), con la conseguenza di una limitazione della crescita assonica.
Gli esperimenti farmacologici e genetici di verifica hanno fornito un’importante conferma: l’inibizione mediante farmaco e l’eliminazione genetica di PARP1 determinavano in maniera marcata una facilitazione della crescita dei neuriti, con evidenti fenomeni di rigenerazione assonica su substrati non permissivi.
Nell’insieme, i risultati dello studio forniscono nuovi elementi rilevanti per la conoscenza dei meccanismi molecolari alla base dell’inibizione dei processi di rigenerazione assonica, e identificano PARP1 quale nuovo bersaglio per la sperimentazione terapeutica finalizzata alla promozione della ricostituzione dei prolungamenti cellulari indispensabili per la funzione nervosa.
L’autrice della nota ringrazia la
dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura
delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E
NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
La Società Nazionale di Neuroscienze BM&L-Italia, affiliata alla International Society of Neuroscience, è registrata presso l’Agenzia delle Entrate di Firenze, Ufficio Firenze 1, in data 16 gennaio 2003 con codice fiscale 94098840484, come organizzazione scientifica e culturale non-profit.
[1] Un’introduzione ancora attuale all’argomento si trova in “Brain, Mind & Life Opinion on «Molecular Stop Signs May Hold Secret of Nerve Regeneration»”, in BRAIN, MIND & LIFE INTERNATIONAL (pagine alle quali si accede clickando sulla terra ruotante, nella splash page, accanto all’immagine del cervello, a sinistra per l’osservatore), Sezione “CURRENT”, alla voce “Neural Regeneration”.