Appunti sulla neurogenesi nel cervello adulto
ROBERTO COLONNA
NOTE
E NOTIZIE - Anno XII – 21 giugno 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: AGGIORNAMENTO]
Lo scorso sabato 14 giugno si è tenuto un incontro di
aggiornamento curato dal gruppo strutturale della Società che studia lo
sviluppo di nuovi neuroni e la sperimentazione terapeutica con cellule
staminali neurali. La scheda introduttiva dei lavori, realizzata dal dottor
Roberto Colonna, è qui di seguito presentata in una sintesi curata dallo stesso
autore (Isabella Floriani).
Per adult neurogenesis nella letteratura scientifica corrente si intende il processo di genesi di nuovi neuroni nella condizione neurobiologica del cervello adulto. In biologia il termine adulto si impiega per designare gli individui sessualmente maturi di una specie, ma questo criterio non sembra trovare un’esatta corrispondenza temporale nel definirsi di quelle caratteristiche del processo di sviluppo di nuove cellule nervose, che rimarranno tali per il resto della vita. Infatti, a 12 anni di distanza dall’interessante discussione di Rakic sulla “crisi di identità” della neurogenesi adulta, rimane oggetto di dibattito l’epoca esatta in cui si verifica il passaggio dalla neurogenesi post-natale alla neurogenesi adulta[1].
A dispetto di molte somiglianze, la neurogenesi adulta differisce da quella fetale e postnatale per numerosi aspetti. Mentre le forme iniziali di neurogenesi sono dipendenti da programmi genetici, la neurogenesi nel cervello adulto è caratterizzata dalla massiccia influenza regolatoria di fattori estrinseci, sia fisiologici che patologici. La neurogenesi adulta è una forma particolare di plasticità del cervello, in cui in cui adattamenti strutturali e funzionali alla richieste fisiologiche si verificano al livello delle cellule invece che al consueto livello di assoni, dendriti e sinapsi.
Il processo devo poi considerarsi come una situazione eccezionale che, nel cervello di roditori e primati, è limitato a due regioni canoniche: la zona subventricolare (SVZ) dei ventricoli laterali, che produce vari tipi di interneuroni per il bulbo olfattivo, e la zona sub granulare (SGZ) del giro dentato dell’ippocampo in cui si generano cellule dei granuli con attività eccitatoria, di fondamentale importanza per vari processi di apprendimento e memoria.
Le aree neurogenetiche variano in numero e dimensioni fra le specie animali. Ad esempio il pesciolino striato detto zebrafish, ossia Danio rerio, ha 16 aree di neurogenesi; varie specie di pipistrello una sola, mentre Drosophila melanogaster non ne ha alcuna. Nella specie umana la neurogenesi del bulbo olfattivo sembra cessare nella tarda infanzia o nell’adolescenza, mentre quella del giro dentato prosegue per tutta la vita.
La neurogenesi adulta è un processo poligenico estremamente complesso e regolato a vari livelli. In tal modo essa consente adattamenti particolarmente sensibili, ma di alto costo biologico in funzione della specificità. Ciò è particolarmente vero per la nostra specie. Negli animali inferiori, al contrario, la neurogenesi adulta appare come un fenomeno più diffuso e generico, non specifico per particolari contesti strutturali e funzionali.
La neurogenesi, come tutti i processi di sviluppo, trae origine da cellule staminali, così definite in relazione alla loro capacità di autorinnovarsi. Mentre le divisioni simmetriche consentono l’espansione del pool di cellule staminali, quelle asimmetriche generano la progenie che va incontro a differenziazione. La cellula figlia che si differenzia è chiamata cellula progenitrice: un elemento la cui capacità di autorinnovarsi è limitata e che può andare incontro a una “divisione simmetrica neurogenica” terminale, in cui entrambe le progenie sono costituite da cellule che si differenziano, portando alla scomparsa dell’elemento precursore. Mentre le cellule staminali sono rare, le progenitrici sono numerose ed altamente reattive alla regolazione. L’espansione si può verificare allo stadio cellulare di progenitore. In gran parte delle pubblicazioni scientifiche recenti sulla neurogenesi, si trova impiegata la definizione precursor cell come termine “ombrello”, che include cellule staminali, progenitrici e neuroblasti (una mal definita e problematica categoria di cellule progenitrici ad uno stadio più avanzato di sviluppo) se i dettagli non sono noti o si vuole riferirsi all’insieme delle cellule. A rigor di termini, l’espressione cellula staminale dovrebbe essere riservata ai casi in cui la capacità di autoperpetuarsi e la multipotenzialità siano state dimostrate, ma un uso molto più generico e disinvolto si è andato affermando nella letteratura scientifica.
Al di là della capacità di autorinnovarsi, le cellule staminali sono definite dalla loro capacità di differenziarsi almeno secondo due linee diverse (proprietà definita multipotenza). Cellule staminali differenti si distinguono per l’ampiezza del loro potenziale di produzione di cellule differenziate.
Nelle relazioni che seguiranno si farà il punto delle conoscenze sui seguenti argomenti:
1) rapporti della neurogenesi adulta con quella fetale e post-natale;
2) cellule staminali simili ad astrociti o a glia radiale?
3) astrociti come cellule di nicchia;
4) altri contributi gliali alla neurogenesi;
5) neurogenesi nella zona subventricolare dell’animale adulto e nel bulbo olfattivo;
6) neurogenesi nell’ippocampo adulto;
7) regolazione della neurogenesi adulta;
8) rilevanza funzionale della neurogenesi adulta;
9) neurogenesi fuori delle regioni neurogenetiche del cervello adulto;
10) gliogenesi nel contesto della neurogenesi adulta;
11) neurogenesi adulta nella patologia del cervello.
L’autore della nota ringrazia la
dottoressa Floriani per la correzione della bozza ed invita alla lettura dei
numerosi scritti di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E
NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).