La neurogenesi cerebrale è anomala nelle malattie psichiche
DIANE RICHMOND
NOTE
E NOTIZIE - Anno XV – 06 maggio 2017.
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]
Le neuroscienze, in generale, e lo sguardo
prospettico alla fisiologia e alla patologia del cervello umano, in
particolare, sono mutati dalla scoperta della neurogenesi nel cervello adulto;
un’acquisizione dovuta a studi che presero le mosse dalla prima dimostrazione
da parte di Fernando Nottebohm della genesi di nuove cellule nervose nel
cervello degli uccelli che apprendevano il canto. Forse il primo – e
sicuramente il più importante – collegamento con l’attività psichica della
neurogenesi nel cervello dei vertebrati adulti è stato il rapporto con la
formazione di nuove memorie[1].
Le cellule nervose neoprodotte nel giro dentato
dell’ippocampo sono state oggetto di intensi studi e numerose pubblicazioni da
quando Elizabeth Gould, che aveva partecipato all’identificazione della
neurogenesi nel cervello umano, insieme con Tracey Shors ha stabilito per la
prima volta un collegamento fra la produzione di nuovi neuroni nel giro dentato
e l’apprendimento[2].
Una nuova area di ricerca della neuropatologia dei
disturbi psichiatrici studia le anomalie nei processi di rigenerazione e
Kucharska-Mazur e colleghi, con un’accurata rassegna degli studi principali,
fanno il punto delle conoscenze in questo campo.
(Kucharska-Mazur J., et al. Adult stem cells in psychiatric
disorders – New discoveries in peripheral blood. Progress in Neuropsychopharmacology & Biological Psychiatry – AOP
doi: 10.1016/j.pnpbp.2017.04.005, 2017).
La provenienza degli autori
è la seguente: Department of Psychiatry, Pomeranian University of Medicine,
Broniewskiego (Polonia); Department of Psychiatry, Department of Genetics,
Wroclaw (Polonia); Department of Adult Psychiatry, Poznan University of Medical
Science, Poznan (Polonia); Department of Regenerative medicine, Warsaw Medical
University, Warsaw (Polonia).
A scopo introduttivo riporto un ampio stralcio da un
articolo nel quale si fa poi riferimento a due altre mie recensioni:
«Lo studio dei meccanismi di funzionamento e controllo della SVZ attiene alla conoscenza del fenomeno di produzione di nuovi neuroni nel cervello dopo la nascita, una scoperta che ha cambiato un quadro di riferimento centenario nelle neuroscienze. I neuroni del sistema nervoso centrale, e quindi del cervello dei mammiferi, sono elementi cellulari perenni che, a differenza delle cellule di vari altri organi e tessuti (tessuti labili), non si dividono mitoticamente riproducendosi, ma rimangono identitariamente e sostanzialmente immutati, consentendo di conservare gli apprendimenti e i ricordi di tutta una vita. Una nozione di citologia elementare dice che i neuroni cerebrali sono cellule che hanno “rinunciato a dividersi a favore della specializzazione funzionale”, e tale interpretazione non è stata minimamente intaccata dalle nuove scoperte, tuttavia l’immagine statica ed immutabile di un cervello che può solo quotidianamente perdere neuroni senza acquisirne di nuovi è stata superata[3]. Nuovi neuroni sono prodotti per sostenere le nuove memorie, per rinnovare il bulbo olfattivo e, verosimilmente, per contribuire ai processi naturali di riparazione del danno. Di seguito riporto l’ottima sintesi dei cenni storici relativi alla ricerca sulla neurogenesi proposta qualche anno fa dalla collega Diane Richmond.
“Fin dalla scoperta della neurogenesi nell’encefalo
di vertebrati adulti, che si fa in genere risalire agli studi condotti negli
anni Ottanta da Fernando Nottebohm sul cervello degli uccelli, è stato chiaro
che l’accertamento del significato biologico e del ruolo fisiologico della
produzione di nuovi neuroni nel sistema nervoso centrale dei mammiferi non
sarebbe stata impresa facile per molte ragioni, fra le quali l’entità minima
del fenomeno e la sua problematica dimostrabilità in vivo.
In realtà la ricerca sullo sviluppo di nuovi neuroni
nel cervello adulto è cominciata molto tempo prima degli esperimenti
sull’apprendimento del canto negli uccelli, ma è stata ostacolata e rallentata
in parte dagli stessi problemi che oggi rendono difficile l’accertamento del
suo significato fisiologico. Infatti, la dimostrazione da parte di Peter
Eriksson e Fred Gage[4]
dell’esistenza di neurogenesi spontanea nell’uomo dopo lo sviluppo cerebrale
embrionario, è stata preceduta da un iter sperimentale lungo oltre trent’anni e
a molti ignoto, del quale qui di seguito ricordiamo solo le tre tappe più
importanti.
Già nel 1962 Joseph Altman aveva rilevato chiari
segni di neurogenesi nell’ippocampo di ratto, ma la ripetizione degli
esperimenti da parte di altri ricercatori non aveva confermato il risultato,
gettando dubbi e ingiusto discredito su quel lavoro. Il gruppo di Altman
proseguì lo studio dimostrando la migrazione delle cellule ippocampali neonate
verso altre sedi cerebrali. Le riserve e le critiche espresse da fonti
autorevoli indussero molti ricercatori ad abbandonare la ricerca sulla
neurogenesi, tanto che non vi furono pubblicazioni di rilievo fino al 1979,
quando Michael Kaplan e i suoi collaboratori confermarono i risultati di
Altman. Nel 1983, dopo altri quattro anni di lavoro, lo stesso gruppo dimostrò
la presenza di precursori di cellule nervose nel proencefalo di scimmia adulta,
aprendo la strada al reperimento nell’uomo (per ulteriori dettagli si veda
“Genesi e rigenerazione dei neuroni” in “Il Neurone –
per iniziare”)”[5].
Ancora da una recensione di Diane Richmond, traggo quest’altro significativo brano.
“La scoperta che il cervello dei mammiferi adulti
continui a generare nuovi neuroni, ha portato all’identificazione di cellule
staminali adulte nell’encefalo maturo. Le cellule staminali furono inizialmente
trovate in aree caratterizzate da neurogenesi post-natale, quali il giro
dentato dell’ippocampo e la porzione anteriore della zona subventricolare (SVZ,
da subventricular zone). Un esempio
importante, e per molti versi paradigmatico di questo fenomeno, è dato
dall’origine subventricolare dei neuroni del bulbo olfattivo (Alvarez Buylla
& Garcia-Verdugo, 2002). Molti neuroni neonati in quest’area migrano a
grandi distanze in “catene migratorie” attraverso il proencefalo per integrarsi
con le cellule costituenti il bulbo dell’olfatto”[6].»[7].
Torniamo alla rassegna di Kucharska-Mazur e colleghi
sui processi di rigenerazione anomala associati alla psicopatologia.
Nuove scoperte, riguardanti la pluripotenza delle
cellule VSEL e il ruolo di fattori implicati nel traffico delle cellule
staminali nel sangue periferico, creano la speranza che sia possibile
sviluppare una migliore comprensione dei processi di
neurorigenerazione/neurodegenerazione.
Un esempio per tutti può essere dato da un
importante progetto di ricerca in corso di svolgimento: sono rilevate ed
indagate le concentrazioni di a)
sfingosina-1-fosfato; b) SDF-1; c) elementi della cascata del
complemento; d) cellule staminali nel
sangue periferico, vagliando la possibilità che siano in rapporto con singoli
disturbi psichiatrici.
Nell’insieme, i dati fin qui raccolti e difficili da
sintetizzare in uno spazio breve depongono per un decorso alterato dei processi
di rigenerazione nelle malattie psichiatriche, con elementi così
caratterizzanti da suggerire la possibilità, col procedere degli studi, di
trovare precisi marcatori di psicosi e
disturbi d’ansia.
Concludendo, si invita a leggere questa rassegna
perché, sebbene riguardi un campo ancora nella sua fase iniziale di sviluppo,
contiene elementi, dati e nozioni di interesse neuroscientifico generale.
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] Cfr. Note e Notizie 21-02-09 Come i nuovi neuroni influenzano la codifica della memoria.
[2] Note e Notizie 28-03-09 I nuovi neuroni sono salvati dall’apprendimento (PRIMA PARTE), fino a 18-04-09 (TERZA PARTE).
[3] Un’istruttiva lettura al riguardo rimane l’articolo scritto dal nostro presidente per la Società internazionale, a commento di un lavoro che aveva suscitato grande interesse presso la comunità neuroscientifica: BM&L Opinion su “Molecular ‘Stop Signs’ May Hold Secret Of Nerve Regeneration”. L’articolo fu oggetto di lettura e commento da parte di Stuart Butler, la cui lettera può essere letta nella sezione “In Corso”. Nel 2012, in un journal club report, anche Roberto Colonna vi fa riferimento: Note e Notizie 26-05-12 Nuova possibilità per la rigenerazione del midollo spinale.
[4] La parte avuta da Elizabeth Gould, anche se spesso non menzionata, sembra sia stata decisiva, secondo diretti osservatori del lavoro condotto in laboratorio.
[5] Note e Notizie 08-09-07 L’esercizio fisico genera neuroni nell’ippocampo.
[6] Note e Notizie 09-06-12 La vera età dei neuroni olfattivi umani crea problemi.
[7] Note e Notizie 14-06-14 Identificati nuovi neuroni che modulano la neurogenesi adulta.