SCOPERTO IL RUOLO DI
DUE FATTORI NELLA NEUROGENESI DELL’ADULTO
I meccanismi che
guidano le cellule staminali del cervello adulto lungo il percorso che le porta
a differenziarsi nei vari tipi di neuroni sono in gran parte ignoti. Hack e i
suoi collaboratori, sfruttando la proprietà del sistema olfattivo di rigenerare
costantemente i neuroni, hanno accertato il ruolo nella neurogenesi di due
fattori di trascrizione espressi nella zona sub-ependimale solo durante la vita
adulta: PAX6 e OLIG2 (Neuronal
fate determinants of adult olfactory bulb neurogenesis. Nature Neuroscience
pubblicazione on-line prima della stampa: doi:10.1038/nn1479, 2005).
I neuroni che costituiscono
la struttura recettoriale dell’organo dell’olfatto sono caratterizzati da una
proprietà che li rende unici nell’encefalo dei mammiferi, ossia vengono
costantemente rimpiazzati durante tutta la vita adulta. Sono, perciò, oggetto
di studio ideale e privilegiato per la comprensione dei processi che consentono
alla piccola quota di cellule indifferenziate presenti nel cervello adulto di
svilupparsi dopo la nascita diventando neuroni e non cellule gliali, assumendo
una tipologia ed una fisiologia definitiva e indistinguibile da quella delle
cellule il cui destino era già stato deciso durante lo sviluppo prenatale.
I due neuroni più
importanti del bulbo
olfattivo sono le cellule mitrali e
le cellule a ciuffo, che costituiscono il tratto olfattivo; i due tipi principali
di neuroni intrinseci del bulbo sono i granuli e le cellule periglomerulari:
1)
interneuroni
dello strato granulare o granuli,
caratterizzati dall’assenza di un tipico assone, assomigliano alle cellule
amacrine della retina; queste amacrine olfattive sono esclusivamente
GABA-ergiche;
2)
interneuroni
dello strato periglomerulare o cellule periglomerulari, situati nello strato esterno del bulbo, hanno
dimensioni simili ai granuli e sono in maggioranza neuroni dopaminergici,
alcuni sono GABA-ergici o esprimono altri trasmettitori.
Questi
interneuroni, quando sono generati durante la vita adulta, si vanno
specificando lungo la via che porta dallo strato sub-ependimale che riveste i
ventricoli cerebrali (SEZ, dall’inglese subependymal zone) dove sono
ancora elementi indifferenziati, attraverso il torrente di migrazione rostrale
(RMS, dall’inglese rostral migratory stream) fino al bulbo olfattivo.
Hack e i suoi
collaboratori hanno dimostrato l’esistenza di un gradiente di specificazione lungo l’asse SEZ-RMS. Al livello della SEZ un
precursore può acquisire sia un’identità gliale che neuronica, in dipendenza
dei livelli di espressione di OLIG2. Man mano che le cellule
procedono in direzione RMS aumenta il loro grado potenziale di identità neuronica, per effetto dell’upregulation di PAX6, apparentemente riducendosi il grado di reversibilità.
Gli autori
avevano notato lo sviluppo di granuli in aree più distanti dal bulbo, rispetto
alle cellule periglomerulari. Con i loro esperimenti sono riusciti a stabilire
che ciascun sottotipo neuronico corrisponde ad un preciso stadio in questo
processo, che segue uno sviluppo lineare nello spazio: gli interneuroni
periglomerulari sono specificamente promossi da una seconda ondata di espressione
di PAX6 che avviene più tardi lungo il percorso e, perciò, in un’area molto più
prossima al bulbo olfattivo della zona in cui maturano i granuli.
Il team di
ricerca di Hack, oltre ad aver dimostrato l’importante ruolo dei due fattori di
trascrizione OLIG2 e PAX6 durante il processo di migrazione-differenziazione
nel cervello adulto, ha evidenziato che PAX6 specificamente promuove la
neurogenesi dei neuroni periglomerulari dopaminergici che sono regolati in
maniera abnorme nel morbo di Parkinson.