Neuroni derivati da staminali umane adottano e regolano la funzione di una
rete
DIANE RICHMOND
NOTE
E NOTIZIE - Anno IX - 03 dicembre 2011.
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 note di recensione di lavori neuroscientifici selezionati dallo
staff dei recensori fra quelli pubblicati
o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento rientra
negli oggetti di studio dei soci afferenti alla Commissione Scientifica.
[Tipologia del testo:
RECENSIONE]
Un
resoconto di inizio del terzo millennio deve registrare che le grandi
aspettative nutrite nei decenni precedenti sull’efficacia terapeutica delle cellule staminali, soprattutto per le gravi malattie
degenerative del sistema nervoso centrale, sono state in gran parte deluse, e
l’impressionante mole di lavoro sperimentale condotto in questo campo ha
prodotto più domande e problemi che risposte e soluzioni. Le numerose conferme
dell’efficacia della terapia cellulare sostitutiva ottenute nella
sperimentazione in vitro e in vivo, soprattutto nelle specie
murine, non hanno avuto un riscontro altrettanto favorevole nella più limitata
esperienza di trials clinici per
terapie sperimentali con cellule staminali, ad esempio, in pazienti affetti dalle
malattie di Parkinson e di Alzheimer.
Un
interrogativo al quale la ricerca di base non ha, fino ad oggi, dato una
risposta definitiva è se i neuroni
derivati dalle cellule
staminali embrionali umane si possano pienamente integrare in una rete neurale pre-esistente ed
esercitare al suo interno una funzione di regolazione; in altri termini, se
possono effettivamente contribuire in modo fisiologico all’elaborazione
dell’informazione del
sistema di neuroni che li ospita.
Jason
P. Weick, in un lavoro condotto con Liu e Zhang, sembra fornire, con evidenze
sperimentali significative, una risposta inequivocabile (Weick J. P., et
al. Human
embryonic stem cell-derived neurons adopt and regulate the activity of an established
neural network. Proceedings of the
National Academy of Science USA [Epub ahead of print doi:10.1073/pnas.1108487108],
2011).
La provenienza degli autori
dello studio è la seguente: Weisman Center, Neuroscience Training Program,
Departments of Neuroscience and Neurology and School of Medicine and Public
Health, University of Wisconsin-Madison (Madison, WI). Non è
irrilevante che il lavoro sia stato edito da Fred H. Gage, genetista del Salk
Institute di San Diego (CA)[1].
La sperimentazione ha dimostrato, sia in vivo che in vitro, che i neuroni derivati da cellule
staminali embrionarie umane (hESC, da human Embrionic Stem Cell) ricevono
correnti post-sinaptiche unitarie e adottano l’andamento di scarica ritmica
delle reti della corteccia cerebrale del topo, mediante integrazione sinaptica.
La stimolazione ottica dei neuroni hESC-derivati esprimenti la Channelrhodopsin-2 era in grado di produrre la genesi di correnti
post-sinaptiche sia inibitorie che eccitatorie e poteva innescare la scarica di
rete nei neuroni di topo.
I ricercatori hanno trapiantato neuroni
hESC-derivati nell’ippocampo di topi
adulti ed hanno valutato il loro stato funzionale mediante stimolazione
luminosa. In preparazioni di sezioni acute di ippocampo, l’azione di stimolo mediante
la luce delle cellule nervose di origine umana induceva correnti
post-sinaptiche nei neuroni ippocampali murini.
Il complesso della sperimentazione, per la cui
descrizione dettagliata si rimanda alla lettura integrale del lavoro originale,
dimostra che i neuroni derivati da cellule staminali embrionarie umane possono
inserirsi nel contesto di reti neurali naturali funzionanti e, attraverso
l’integrazione sinaptica funzionale, possono partecipare alla fisiologia delle
reti e modularne l’attività. Su questa base appare evidente che questi neuroni,
originati da staminali umane, sono in grado di contribuire all’elaborazione
dell’informazione della rete neurale in cui sono inserite, in vitro e in vivo.
L’autrice della nota ringrazia la
dottoressa Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle
recensioni di lavori di argomento connesso che compaiono nelle “Note e Notizie”
(utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA” del sito).
[1] Fred Gage condivide con il gruppo di ricerca afferente ad Elizabeth
Gould il merito di essere fra i primi ricercatori ad aver documentato processi
di neurogenesi nel cervello umano adulto, solo ipotizzati dopo il rinvenimento
in altri mammiferi che aveva fatto seguito alla scoperta della neurogenesi nel
cervello di uccelli adulti da parte di Fernando Nottebohm.