Immagini a singola molecola chiariscono il crosstalk fra recettori NMDA e D1
NICOLE CARDON
NOTE
E NOTIZIE - Anno XI – 26 ottobre 2013.
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]
L’importanza della dopamina, il neurotrasmettitore catecolaminergico implicato nei processi cognitivi, carente nella malattia di Parkinson e bersaglio del maggior numero di psicofarmaci antipsicotici, è nota ad un pubblico molto più vasto di quello dei neuroscienziati e dei medici. L’importanza del glutammato, il principale neurotrasmettitore eccitatorio del nostro cervello, può facilmente essere rappresentata anche ai “non addetti ai lavori” ricordando che i suoi recettori sono implicati in tutte le principali funzioni psichiche, dalla memoria e l’apprendimento fino al dolore. Si comprende come l’inter-gioco molecolare alla superficie dei neuroni dotati di recettori per entrambi i neuromediatori attragga massimamente l’attenzione dei ricercatori e di tutti coloro che sono interessati alla neurobiologia anche per ragioni di carattere medico.
La dopamina è un potente modulatore della
trasmissione glutammatergica e della
plasticità sinaptica dipendente dai
recettori NMDA (N-metil-D-aspartato).
Sebbene varie cascate intracellulari partecipanti a questo dialogo funzionale
siano state identificate nelle ultime decadi, il crosstalk molecolare nella segnalazione fra recettori di superficie
della dopamina ed NMDA del glutammato, rimane ancora scarsamente compreso. Un
lavoro di notevole rilievo, condotto da Laurent Ladepeche con Laurent Groc e
vari colleghi, dimostra che i singoli recettori per la dopamina D1 sono altamente dinamici sulla
superficie di neuroni ippocampali e che formano con i recettori glutammatergici
NMDA aggregati superficiali in prossimità delle sinapsi rilascianti
glutammato, fornendo un pool di
riserva strategicamente localizzato, dal quale si può avere una redistribuzione
laterale durante adattamenti sinaptici. Alla luce di questo studio, la membrana
plasmatica dei neuroni e la dinamica recettoriale di superficie, possono
considerarsi, secondo le parole di Ladepeche e colleghi, “un importante livello
dell’intergioco glutammato-dopamina” (Lee
S., et al., Single-molecule imaging of the functional crosstalk between
surface NMDA and dopamine D1 receptors. Proceedings of the National Academy of Sciences
USA [Epub ahead of print doi:10.1038/pnas.1310145110],
2013).
La provenienza degli autori è la
seguente: Interdisciplinary Institute for Neuroscience UMR 5297, University of
Bordeaux, Bordeaux (Francia); Interdisciplinary Institute for Neuroscience UMR
5297, CNRS, Bordeaux (Francia) Institute of Degenerative Diseases, UMR 5293
University of Bordeaux, Bordeaux (Francia).
La segnalazione legata ai recettori della dopamina, nell’encefalo dei mammiferi, partecipa alla codifica della memoria attraverso la regolazione della segnalazione glutammatergica. Un processo di così delicata importanza non si sa ancora esattamente come sia attuato. Al fine di decodificarne i meccanismi, i ricercatori francesi hanno impiegato la combinazione di una tecnica di rilevazione dell’immagine di singole molecole (SMDI, da single-molecule detection imaging) con la registrazione elettrofisiologica di neuroni dell’ippocampo vivi. In tal modo, Groc e colleghi hanno rilevato e dimostrato la formazione di aggregazioni dinamiche di superficie di blocchi molecolari costituiti da recettori della dopamina D1 e recettori NMDA dell’acido glutammico. Tali aggregati venivano a disporsi in vicinanza delle giunzioni sinaptiche eccitatorie adottanti il glutammato per trasmettitore.
La sperimentazione ha messo in evidenza un comportamento sorprendente. L’attivazione dei recettori D1 o la rottura dell’interazione fra i blocchi molecolari dei recettori (D1R/NMDAR) riduceva le dimensioni degli aggregati, aumentava il contenuto sinaptico di NMDAR, attraverso una rapida redistribuzione laterale dei recettori, e favoriva il potenziamento sinaptico di lungo termine (LTP), base cellulare della memoria.
Presi insieme, questi dati dimostrano la presenza di riserve dinamiche di blocchi aggregati D1R/NMDAR in grado di favorire un crosstalk di superficie rapido e bidirezionale fra queste due pietre miliari delle rispettive segnalazioni, e riconoscono alla membrana plasmatica neuronica il ruolo di livello primario nell’interazione dopamina/glutammato.
L’autrice della nota ringrazia la
dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla
lettura delle recensioni di lavori di argomento connesso che appaiono sul sito
(utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).