Età e integrità genomica dei neuroni dopo ictus corticale
ROBERTO COLONNA
NOTE
E NOTIZIE - Anno XII – 26 aprile 2014.
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]
Un acceso dibattito circa la riparazione del danno da ictus ischemico corticale nell’uomo, vede la contrapposizione fra sostenitori dell’importanza della neurogenesi e fautori di un ruolo privilegiato di nuovi arrangiamenti del DNA neuronico.
Numerosi studi condotti sui roditori hanno fornito inoppugnabili evidenze di un’accresciuta neurogenesi dopo danno ipossico/ischemico sperimentale indotto da procedure volte a simulare la patogenesi del danno clinico, ma molti ricercatori nutrono seri dubbi circa l’entità e l’efficacia ripartiva di una risposta neurogenetica nell’uomo, sulla base di altre considerazioni supportate da evidenze sperimentali.
D’altra parte, non sono pochi coloro che sostengono l’importanza di riarrangiamenti nel DNA delle cellule nervose della corteccia cerebrale umana, per il recupero funzionale che segue il danno ischemico nella realtà clinica. Non è dunque chiaro se nella neocorteccia umana l’ictus ischemico induca neurogenesi o nuovi arrangiamenti del materiale genetico.
Hagen Huttner
del Karolinska Institute e numerosi colleghi provenienti da vari istituti
scientifici europei, hanno sottoposto ad una decisiva verifica sperimentale
queste tesi, ottenendo un risultato sorprendente (Huttner H. B., et al. The age and genomic integrity of neurons after cortical stroke in humans.
Nature Neuroscience - Epub ahead of
print doi: 10.1038/nn.3706, 2014).
La provenienza degli autori dello
studio è la seguente: Department of Cell and Molecular Biology, Karolinsla
Institute, Stockholm (Svezia); Department of Neurology, University of
Erlangen-Nuremberg, Erlangen (Germania); Department of Physics and Astronomy,
Ion Physics, Uppsala University, (Svezia); Lund Stem Cell Center, University
Hospital, Lund (Svezia); Department of Pathology, University Hospital, Lund (Svezia);
Department of Neuropathology, Institute of Pathology, University of Debrecen,
Debrecen (Ungheria); Department of Neurology, University of Debrecen, Debrecen
(Ungheria); Department of Mathematics, Intitut Camille Jordan, Université de
Lyon Villeurbanne cedex (Francia); Deep Sequencing Group, SFB655, Biotechnology
Center, TU-Dresden, Dresden (Germania).
I ricercatori hanno sottoposto a verifica le due tesi opposte impiegando i seguenti strumenti metodologici:
1) immunoistochimica;
2) analisi del trascrittoma, del genoma e della ploidia;
3) determinazione, nel DNA dei neuroni, della concentrazione del 14C derivato dai test nucleari (nuclear bomb test)[1].
Le indagini sono state condotte su campioni di tessuto neocorticale di pazienti che avevano sofferto di episodi di cerebropatia vascolare acuta riconducibile alla patogenesi dell’ictus ischemico.
Al contrario di quanto quasi invariabilmente riscontrato nei modelli sperimentali murini, Huttner e colleghi non hanno rilevato alcuna evidenza di accresciuta neurogenesi dopo danno ischemico nei campioni di corteccia cerebrale umana. Una porzione considerevole delle cellule nervose corticali studiate, presentava frammentazione del DNA e riparazione del DNA a breve distanza temporale dall’ictus. I neuroni esaminati nelle fasi successive, incluse nel periodo di danno cronico dopo l’evento patologico, presentavano integrità del DNA, in tal modo indicando la rilevanza di un genoma intatto per la sopravvivenza.
In estrema sintesi il lavoro, che sarà pubblicato nella forma della “comunicazione breve”, dimostra che le due tesi - quella della neurogenesi e quella del nuovo arrangiamento del DNA neuronico - sarebbero entrambe erronee, in quanto non si è potuto rilevare né un’accresciuta produzione di nuovi neuroni, né un incremento del riarrangiamento del DNA dopo l’evento patologico.
Questi risultati faranno sicuramente riflettere e discutere molto, ma si spera soprattutto che incentivino il prosieguo degli studi.
L’autore della nota invita alla
lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE
E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
[1] Quasi dieci anni fa, con un
metodo ingegnoso basato sull’impiego del 14C, Jonas Frisén e
colleghi di un team del Karolinska
Institutet, guidato da K. L. Spalding, hanno determinato l’età del DNA di
neuroni corticali umani, trovandola corrispondente a quella dell’individuo
(Spalding K. L. et al., Retrospective birth dating of cells in humans. Cell
122, 133-143, 2005). Il carbonio presente nei composti organici è
derivato da quello dell’atmosfera (dal CO2). Storicamente, le
esplosioni di bombe nucleari (bomb tests) hanno determinato un picco di
innalzamento del radioisotopo 14C nel CO2 atmosferico
durante gli anni Cinquanta. A partire dal 1963, epoca del trattato di non
proliferazione nucleare, si è avuta una brusca caduta del tasso dell’isotopo
radioattivo nel C dell’atmosfera e nei composti organici da questo derivati.
Queste condizioni hanno reso possibile determinare un rapporto fra livelli
atmosferici noti di 14C -corrispondenti ad epoche precise- e grado
di presenza del radioisotopo nel DNA di nuova sintesi. Infatti, poiché il C
derivante dall’atmosfera è incorporato nel DNA durante la sua sintesi, il tasso
misurabile di radioattività dovuto alla percentuale di 14C è
rivelatore dell’epoca in cui la cellula è nata (si veda
in Note e Notizie
07-10-05 I neuroni corticali sono perenni nonostante la neurogenesi).