Nuovo sistema per identificare sottotipi neuronici
NICOLE CARDON
NOTE
E NOTIZIE - Anno X - 28 gennaio 2012.
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 rientra negli
oggetti di studio dei soci componenti lo staff
dei recensori della Commissione
Scientifica della Società.
[Tipologia del testo:
RECENSIONE]
La
ricerca neurobiologica costantemente produce una grande quantità di dati da un
numero enorme di neuroni diversi per morfologia e funzione, spesso non riducibili
alle categorie classiche della neurocitologia e difficili da raggruppare in una
nuova categoria, pertanto il problema di definire criteri affidabili per nuove classificazioni è da alcuni anni di grande
attualità nelle neuroscienze. In realtà, si può dire che in questo campo si
rinnova una grande sfida che costantemente mette alla prova le intelligenze dei
ricercatori in ogni ambito dello studio della natura che sia ancora poco
definito: classificare per distinguere,
allo scopo di organizzare per capire,
quando ancora mancano gli elementi sufficienti per definire criteri certi e
assoluti di classificazione.
Il
problema, particolarmente sentito per lo studio delle cellule nervose
inibitorie della corteccia cerebrale, ossia gli interneuroni corticali, fu affrontato da un gruppo di lavoro che
nel 2005 diede vita alla Conferenza di
Petilla – come fu chiamato il
convegno tenutosi nella città che diede i natali a Santiago Ramon y Cajal
– che definì un criterio terminologico
come base per una classificazione dei neuroni GABA-ergici della corteccia
cerebrale[1].
Questi
pur lodevoli ed utilissimi sforzi per gettare basi logiche e scientifiche al
fine di distinguere sottotipi nell’ambito di una categoria già abbastanza
omogenea da un punto di vista morfo-funzionale, non affrontano direttamente un
problema particolarmente sentito nella ricerca: qual è in generale il rapporto
fra le caratteristiche molecolari di una cellula nervosa e la sua popolazione
funzionale di appartenenza. La neurogenomica è stata impiegata per creare delle
banche-dati relative all’espressione genica rilevante nel definire
un’appartenenza a sotto-tipi fisiologici, ma il lavoro è solo agli inizi.
Si
comprende come, nel campo degli studi che cercano di creare un ponte fra la neurobiologia molecolare e quella dei sistemi, la ricerca che si spera possa
fornire elementi certi a fondamento di nuovi criteri di classificazione sia
seguita con molto interesse.
Russell
W. Teichert e colleghi hanno impiegato, in un loro stimolante lavoro di
prossima pubblicazione, un nuovo sistema fondato sulla neurofarmacologia
cellulare per definire il profilo funzionale di sottotipi neuronici (Teichert R. W., et al. Functional profiling of
neurons through cellular neuropharmacology. Proceedings
of the National Academy of Science USA [Published online before print
doi:10.1073/pnas.1118833109], 2012).
Gli autori dello studio provengono dalle seguenti
istituzioni: Departments of Biology and Anesthesiology, University of Utah
(Salt Lake City, USA); School of Chemical & Biotechnology, SASTRA
University, Tirumalaisamudram (Tamilnadu, India).
I
ricercatori descrivono una strategia di profilo
funzionale per identificare e caratterizzare sottotipi di neuroni presenti in
un ganglio periferico; strategia che potrebbe essere adottata anche per
definire sottoclassi di neuroni del sistema nervoso centrale.
Neuroni
dissociati dal ganglio della radice dorsale di topo sono stati esposti a vari agenti farmacologici (“composti di cimento” o challenge compounds), mentre venivano
monitorate contemporaneamente le risposte individuali di più di 100 neuroni mediante una metodica di imaging del calcio.
Ciascun composto cimentato, evocava risposte in un solo sotto-insieme di neuroni del ganglio dorsale.
Per
questo genere di esperimento sono stati impiegati due tipi generali di
composto: 1) agonisti
recettoriali
(ionotropici e metabotropici) che modificano le concentrazioni citoplasmatiche
di calcio (receptor-agonist challenges),
e 2) composti agenti su canali ionici regolati dal voltaggio (membrane-potential
challenges). Da rilevare che, fra questi ultimi, vi erano antagonisti dei
canali del K, che evocavano inaspettatamente diversi tipi di risposte del
calcio in differenti cellule (cioè, fenotipi).
I
ricercatori hanno usato vari challenge
compounds per identificare vari ipotetici sottotipi neuronici sulla base
dei loro condivisi e/o divergenti profili fenotipici funzionali.
I
risultati indicano che numerosi receptor-agonist
challenges e membrane-potential
challenges possono essere applicati a una popolazione neuronica per identificarla, caratterizzarla e distinguerla da
altri sottotipi neuronali.
Questo
approccio sperimentale può consentire di scoprire costellazioni di
macromolecole della membrana plasmatica funzionalmente associate, così da
conferire uno specifico profilo fenotipico a ciascun sottotipo di
cellula nervosa.
Se
questa piattaforma sperimentale si rivelerà praticabile e sensibile quanto gli
autori di questo lavoro sperano, i risultati che produrrà potranno davvero
contribuire a gettare un ponte fra neurofisiologia dei sistemi e neurobiologia
molecolare, mediante una neurofarmacologia focalizzata sul livello cellulare,
che potrebbe consentire, un domani, la caratterizzazione di tutti i sottotipi
neuronici presenti in ciascuna area del nostro sistema nervoso.
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] Si veda in “Note e Notizie 20-10-07 Data di nascita e funzione degli interneuroni”; Petilla Interneuron Nomenclature Group, Petilla terminology: nomenclature of features of GABAergic interneurons of the cerebral cortex. Nature Reviews Neuroscience 9, 557-568, 2008 (articolo PMC gratuito).