Nuovo metodo per studiare la patologia del cervello umano
DIANE RICHMOND
NOTE
E NOTIZIE - Anno XV – 17 febbraio 2018.
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]
Anche se una parte
considerevole della ricerca neuropatologica di base è condotta su roditori e si
avvale di modelli sperimentali transgenici, lo studio diretto del tessuto
proveniente dal cervello umano rimane insostituibile; tuttavia, questa
possibilità rimane limitata ai campioni provenienti da interventi
neurochirurgici. A tali campioni non possono essere applicate tecniche che
richiedono la trasduzione di transgeni veicolati da vettori virali.
Le Duigou
e colleghi di un numeroso gruppo di ricerca europeo, prevalentemente costituito
da ricercatori francesi, si sono posti il problema e l’hanno risolto, applicando
le tecniche di coltura organotipica e sviluppando un nuovo metodo che si pone
all’attenzione della comunità neuroscientifica internazionale.
(Le Duigou C., et al., Imaging pathological activities of human brain tissue in organotypic culture. Journal
of Neuroscience Methods – Epub ahead of print doi: 10.1016/j.jneumeth.2018.02.001,
2018).
La provenienza degli autori
è prevalentemente la seguente: Cortex & Epilepsie, Inserm U1127, CNRS,
Brain Institute, University of Paris, Paris (Francia); Cajal Institute, CSIC,
Madrid (Spagna); Cell Physiology, Technical University of Braunschweig,
Braunschweig (Germania); Berlin Institute of Health (BIH), Berlin (Germania);
Neurosurgery, AP-HP, GH Pitie-Salpetrière-Charles
Foix, Paris (Francia);
Institute of Neurology Queens Square, University College London (Regno Unito); Neurosurgery,
Sainte-Anne Hospital, Paris Descartes University, IMA-BRAIN, Inserm, U894 Center of Psychiatry and Neurosciences, Paris
(France).
Le Duigou
e colleghi dimostrano che le tecniche di coltura organotipiche, ossia le
procedure che consentono la coltura tridimensionale dei tessuti in vitro simulando strutture organiche vitali,
possono essere impiegate per tenere in condizioni colturali a lungo, ossia per
varie settimane, il tessuto nervoso proveniente dai pazienti, e così
sperimentare nel modo più adeguato. In particolare, il tessuto nervoso
cerebrale impiegato dai ricercatori proveniva da pazienti dai 3 ai 62 anni, con
le seguenti patologie: epilessia del lobo temporale (mesial temporal lobe epilepsy), glioblastoma interessante la
corteccia cerebrale e displasia corticale. I ricercatori hanno impiegato, in
queste colture organotipiche cerebrali, tecniche ottimizzate di vettori virali
e promotori per l’espressione transgenica.
Consideriamo in sintesi i
risultati ottenuti.
Sono state mantenute per 40-50
giorni in coltura le differenze specifiche per regione della forma neuronica,
del pattern di attivazione e
dell’organizzazione, così come le caratteristiche delle attività patologiche
per ciascuna delle tre differenti condizioni di malattia. L’impiego di un mezzo
di coltura con bassa concentrazione di aminoacidi e privo di fattori di
crescita ha facilitato la coltura organotipica; l’attività epilettica si è
mantenuta e l’eccitabilità è cambiata relativamente poco fino a quasi la sesta
settimana di coltura.
I vettori virali, sia basati
su virus adeno-associati sia su lentivirus, sono rimasti persistentemente
espressi da circa 10 giorni dopo l’applicazione, offrendo 30-40 giorni utili da
sfruttare per i costrutti espressi geneticamente. Differenti promotori, incluso
hSyn, e/hSyn, CMV e CaMKII hanno fornito l’espressione transgenica specifica
per il tipo cellulare.
Il Ca probe GCaMP ha consentito ai ricercatori di esplorare la sincronia epilettogena. L’attività della
chinasi mTORC1 è stata seguita mediante un probando basato su FRET.
In conclusione, questo nuovo
metodo ha dimostrato la possibilità di conservare, nella coltura organotipica,
la morfologia e l’attività neuronica specifica della regione cerebrale di
provenienza del tessuto encefalico di pazienti affetti rispettivamente da
epilessia, glioblastoma e displasia corticale, consentendo, mediante vettori
virali, misure a lungo termine di attività multicellulare e segnalazione
intracellulare.
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”).
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