Notule
(A cura
di LORENZO L. BORGIA & ROBERTO COLONNA)
NOTE
E NOTIZIE - Anno XV – 18 novembre 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: BREVI
INFORMAZIONI]
Come agisce la 4-AP, bloccando i canali KV, nel trattamento della sclerosi multipla. Lo sviluppo di strategie neuroprotettive e di riparazione per il trattamento della sclerosi multipla progressiva richiede una maggiore conoscenza dei meccanismi molecolari del danno assonico. Nel trattamento sintomatico di questa forma si è rivelata efficace la 4-amminopiridina, un bloccante dei canali del K+ regolati dal voltaggio, il cui meccanismo molecolare non è stato finora definito. Jukkola e colleghi della Ohio State University riportano che la delezione di KV3.1, il canale con la maggiore sensibilità a 4-AP, riduce le manifestazioni patologiche nel classico modello murino della sclerosi multipla, ossia l’encefalomielite autoimmune sperimentale (EAE). Nei topi knockout (KO) per questo canale, le lesioni EAE nei tratti motori e sensoriali del midollo spinale erano marcatamente ridotte, e l’astroglia radiale era attivata con aumentata espressione di BDNF. Negli assoni demielinizzati della EAE e nelle lesioni della sclerosi multipla erano iper-espressi KV3.3/ KV3.1 e i recettori attivati di BDNF. In co-colture mieliniche del midollo spinale, il trattamento con BDNF promuoveva la mielinizzazione e la scarica neuronica, modificando l’espressione dei canali. Dunque, la soppressione di Kv3.1 altera l’attività del circuito neuronico che può rinforzare la segnalazione BDNF e di qui proteggere gli assoni dal danno infiammatorio. [Front Mol Neurosci. - AOP doi: 10.3389/fnmol.2017.00344, eCollection, 2017].
L’alcool danneggia le cellule staminali neurali in maniera diversa nei due sessi. Le cellule staminali neurali (NSC) costituiscono una subpopolazione cellulare del cervello adulto che contribuisce al suo equilibrio fisiologico e alla riparazione dei suoi danni. Sebbene sia nota la vulnerabilità di questa subpopolazione alle elevate concentrazioni di etanolo, ben poco è stato accertato della risposta all’alcool in rapporto allo stadio di differenziazione, alla regione cerebrale e al sesso. McGrath e colleghi della University of Texas a Galvestone hanno impiegato un modello inducibile di topo transgenico per tracciare gli stadi di differenziazione delle NSC endogene adulte, ed hanno potuto osservare, dopo un periodo protratto di consumo di alcool, distinti comportamenti di queste cellule in tre regioni: la zona sub-ventricolare, la zona sub-granulare e lo strato tanicitico. In particolare, hanno rilevato che il consumo cronico di alcool incideva profondamente sulla sopravvivenza delle NSC sub-ventricolari, mentre alterava la differenziazione in tutte e tre le regioni studiate. Complessivamente, i quadri di alterazione erano significativamente diversi fra maschi e femmine [Cfr. Stem Cell Reports - AOP doi: 10.1016/j.stemcr.2017.10.007, Nov 3, 2017].
Realizzato un modello per studiare la cinesìa paradossa. Per cinesia paradossa si intende l’improvvisa e temporanea capacità di pazienti acinetici di eseguire compiti motori che sono loro preclusi dalla patologia. I meccanismi sottostanti questi episodi sono ancora sconosciuti, anche per la mancanza di adeguati modelli sperimentali. Tonelli e colleghi sono riusciti a realizzare un valido modello nei ratti impiegando il “risveglio” di roditori catalettici mediante vocalizzazioni ultrasoniche “appetitive” (50 kHz). Tali frequenze acustiche sono tipiche di situazioni di interazione con valenza positiva, quali gli incontri sessuali e il gioco giovanile. Queste vocalizzazioni sono accostate, nel gergo di laboratorio, al riso umano: “rat laughter”.
Il modello si
è mostrato in grado di riprodurre le caratteristiche principali della cinesia paradossa e, dunque, può fornire
un approccio del tutto nuovo per studiare questa manifestazione clinica. Gli
autori dello studio sperano che questo nuovo approccio possa contribuire a
migliorare le terapie comportamentali per la malattia di Parkinson ed altri
disturbi in cui si verificano stati acinetici o catalettici. [Cfr. Tonelli
L. C., et al., Behav Brai Res. 337: 204-209, Jan 30, 2018].
La malattia dei piccoli vasi cerebrali (CSVD) è una patologia dell’intero cervello. La CSVD è una patologia molto frequente negli anziani, che causa ictus, demenza, disturbi del passo e dell’umore. Nuovi studi hanno consentito di comprendere che le lesioni, considerate in passato fra loro indipendenti, condividono alcuni processi patologici microvascolari che, a causa della notevole diffusione, caratterizzano la CSVD come una malattia estesa a tutto il cervello. [Cfr. Shi Y. & Wardlaw J. M., Stroke Vasc Neurol. 1 (3):83-92, 2017]
Cooperazione fra i recettori metabotropici del glutammato mGlu3 ed mGlu5. I recettori NMDA ed AMPA del glutammato, il neurotrasmettitore eccitatorio più rappresentato nel cervello, sono sicuramente i più noti e studiati, ma rivestono una notevole importanza anche i recettori metabotropici: mGlu5 è implicato nei meccanismi di plasticità sinaptica dipendente dall’attività, ed è bersaglio di vari farmaci per disturbi del sistema nervoso centrale.
Di Menna e colleghi riportano che mGlu3, tradizionalmente associato al controllo del rilascio del neurotrasmettitore, supporta la segnalazione mGlu5 nei neuroni e contribuisce ampiamente all’idrolisi dei fosfoinositidi mediata da mGlu5 nella vita postnatale precoce. Nei neuroni piramidali della corteccia cerebrale, l’attivazione dei recettori mGlu3 potenziava la mobilizzazione somatica del Ca2+ mediata da mGlu5, e la depressione a lungo termine mediata da mGlu3 nella corteccia prefrontale richiedeva l’attivazione endogena dei recettori mGlu5. L’interazione fra mGlu3 e mGlu5 è risultata rilevante anche per i meccanismi di tossicità neuronale: i recettori mGlu3 modellavano l’influenza dei recettori mGlu5 sulla morte neuronica eccitotossica.
I risultati di questo studio forniscono nuovi elementi sul complesso ruolo svolto dai recettori mGlu nella fisiologia e nella patologia, e mettono in discussione alcune consolidate idee correnti. [Cfr. Neuropharmacology 128: 301-313, 2017].
La proteomica basata sulla spettrometria di massa (MS) aiuta le neuroscienze. I più recenti progressi della proteomica basata sulla MS hanno consentito analisi degli interi proteomi, delle interazioni basate sulle proteine e delle modificazioni post-traduzione. Hosp e Mann, in una rassegna pubblicata questo mese su Neuron, spiegano come questi studi possano consentire la comprensione di aspetti spaziali, temporali e di regolazione dei sistemi neuronici. Si spera che questi nuovi approcci accelerino la scoperta di biomarkers delle malattie neurodegenerative e di altri disturbi neurologici. [Hosp F. & Mann M., Neuron 96 (3): 558-571, 2017]
Nuova possibilità per comprendere la differenziazione sessuale del cervello. Un obiettivo di cruciale importanza nella ricerca neuroscientifica è la comprensione dei periodi critici nello sviluppo cerebrale e della loro influenza sulla fisiologia del cervello adulto. Nello sviluppo differenziativo dell’encefalo, la specificazione sessuale è un processo unico in quanto caratterizzato dall’avvio di un intervallo temporale critico da parte di una sola specifica molecola di segnalazione, ossia il testosterone, in uno solo dei due sessi, ossia quello maschile. Come è noto, le femmine non producono testosterone, ma sono altamente sensibili all’ormone maschile e rimangono sensibili ai suoi effetti mascolinizzanti ben oltre il termine del periodo critico nel maschio. Rispetto ad altri periodi critici ben caratterizzati, come quello per il sistema visivo o per i campi a barile connessi con le vibrisse del topo, la differenziazione maschile del cervello è limitata ad un breve periodo di pochi giorni che ha inizio prima della nascita. Il periodo sensibile delle femmine, poiché ha luogo dopo la nascita ed è di durata maggiore, fornisce un’occasione straordinaria di studio, come si legge nell’articolo di McCarthy e colleghi della Facoltà di Medicina dell’Università del Maryland. L’impegno in questa ricerca fornirà presto risultati di interesse generale in neurobiologia [Cfr. Physiol Behav. – AOP doi:10.1016/j.physbeh.2017.10.030, 2017].
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