Scoperta proteina in grado di “ringiovanire” le cellule del cervello

di Valentina Arcovio

Una singola proteina può mandare indietro le lancette dell’orologio che regola lo sviluppo delle cellule del cervello adulte, trasformandole in staminali che producono neuroni e altri tipi di cellule. Si chiama DLX2 e a scoprirne il ruolo e le potenzialità è uno studio condotto da un gruppo di ricercatori dell’University of Texas Southwestern Medical Center di Dallas (Usa). I risultati, pubblicati sulla rivista Pnas, aprono la strada a nuove soluzioni per rigenerare il cervello danneggiato da malattie, lesioni o degenerazione.

Il cervello adulto perde la capacità di guaire sé stesso

Durante lo sviluppo, le cellule staminali dei mammiferi proliferano per produrre neuroni in tutto il cervello e le cellule chiamate glia aiutano a sostenerle. Costituendo circa il 50% delle cellule totali del cervello, le cellule glia svolgono un ruolo essenziale nella regolazione dell’omeostasi cerebrale, fornendo supporto nutrizionale ai neuroni, attivando la risposta immunitaria, ripulendo dai rifiuti e regolando la trasmissione sinaptica e la plasticità, isolando le fibre nervose. I risultati della ricerca “suggeriscono fortemente che le glia sono le prime cellule che cambiano con l’invecchiamento, spiegano gli autori dello studio. Inoltre, il cervello maturo perde in gran parte la sua capacità di produrre cellule staminali, lasciando solo due piccole zone rigenerative, o nicchie, nel cervello adulto. Questa perdita lascia il cervello con una capacità estremamente limitata di guarire sé stesso in seguito a lesioni o malattie e questo ha spinto gli scienziati a studiare una potenziale soluzione per la rigenerazione del cervello.

La proteina DLX2 può riprogrammare gli astrociti

“Stiamo dimostrando che potrebbe essere possibile riprogrammare il destino di questo sottoinsieme di cellule cerebrali, dando loro la capacità di ricostruire il cervello danneggiato, spiega Chen Zhang, leader dello studio e professore di biologia molecolare al Peter O’Donnell Jr Brain Institute. Ricerche recenti hanno suggerito che le cellule glia possono essere indotte a produrre neuroni in alcuni modelli di danno cerebrale o dopo una manipolazione genetica. Sebbene questi risultati siano promettenti, spiegano gli studiosi, la rigenerazione del tessuto cerebrale sano richiederà la produzione di più tipi di cellule, piuttosto che solo di neuroni. Alla ricerca di un modo per stimolare questa rigenerazione “multipotente”, Zhang e i suoi colleghi hanno utilizzato una tecnica di ingegneria genetica sul cervello di topi adulti per indurre gli astrociti, un sottoinsieme della glia, a produrre diversi fattori di trascrizione, proteine fondamentali per il controllo dell’identità cellulare. Questi esperimenti hanno mostrato che un singolo fattore di trascrizione – la proteina nota come DLX2 – sembra in grado di riprogrammare gli astrociti in cellule staminali neurali che possono produrre neuroni e più sottotipi di cellule gliali.

I ricercatori hanno confermato questi risultati sia utilizzando una tecnica chiamata “tracciamento del lignaggio”, in cui hanno seguito la progenie degli astrociti alterati mentre si moltiplicavano, sia l’analisi dei marcatori che ha mostrato che queste nuove cellule erano in procinto di diventare di neuroni o glia. In seguito, l’analisi dell’espressione genica globale ha mostrato che spingere gli astrociti a produrre DLX2 potrebbe riprogrammarli in cellule staminali con caratteristiche sia di cellule cerebrali immature trovate in precedenza nello sviluppo che di cellule situate nelle nicchie rigenerative del cervello adulto. Zhang e i suoi colleghi suggeriscono che un giorno DLX2 potrebbe essere utilizzato come strumento di rigenerazione del cervello per il trattamento di lesioni cerebrali traumatiche, ictus e condizioni degenerative come la malattia di Huntington. I ricercatori del laboratorio di Zhang ora stanno pianificando di studiare questo approccio in modelli animali.

LINK A FONTE: https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2107339119

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