RILIEVO DI PRECURSORI
NEURONICI NEL CERVELLO UMANO
La scoperta della neurogenesi nel cervello umano ha dato
origine ad un filone di ricerca che, da oltre un decennio, esplora la
possibilità di impiegare i precursori dei neuroni maturi per la riparazione dei
danni neurologici. Uno dei limiti della ricerca che studia questo approccio
terapeutico è costituito dall’impossibilità di identificare le cellule nervose
neonate nell’encefalo in vivo. Maletić-Savatić e il suo gruppo
hanno identificato un biomarker metabolico che permette di monitorare la
neurogenesi cerebrale durante la vita, mediante spettroscopia a risonanza
magnetica con 1H (Manganas L., et al.
Magnetic
Resonance spectroscopy identifies neural progenitor cells in the live human
brain. Science 318, 980-985, 2007).
La risonanza magnetica nucleare (RMN) consente una caratterizzazione tissutale e cellulare su base biochimica mediante una variante della metodica, detta Spettroscopia RM, che impiega magneti ad elevata intensità ed omogeneità di campo e sfrutta fenomeni come lo spostamento chimico (chemical shift) che permettono analisi strutturali di particolare precisione con 1H o 31P.
La ricerca ha preso le mosse dallo studio nel topo del profilo spettrale di neuroni, oligodendrociti, astrociti e precursori immaturi (NPC), identificando in questi ultimi un picco di frequenza di 1.28 parti per milione (ppm) non riscontrato in altri tipi cellulari. L’ampiezza del segnale 1.28 ppm è risultata in rapporto con il numero di NPC rilevate.
Si dovrà determinare la precisa identità chimica dei composti all’origine del segnale, ma alcune evidenze suggeriscono che si tratti di una miscela di lipidi.
Nello studio in vitro, quando i ricercatori hanno indotto la differenziazione, si è avuto un decremento del segnale 1.28 ppm, parallelamente alla crescita dei biomarkers degli astrociti e dei neuroni. La forza del segnale è risultata in relazione con la neurogenesi anche in vivo: maggiore nei campioni di cervello di topo al 12 giorno di gestazione, quando il sistema nervoso centrale è costituito in prevalenza da NPC, minore nei campioni tratti da topolini di 30 giorni.
Un’altra conferma della significatività del segnale si è ottenuta nel confronto fra elementi cellulari provenienti dalla corteccia cerebrale e cellule provenienti dall’ippocampo, attiva sede della genesi di nuovi neuroni. Infine, impiegando nei roditori lo shock elettroconvulsivo, un procedimento di stimolo acuto e critico per l’aumento della neurogenesi nelle strutture ippocampali, si è rilevato un aumento del segnale 1.28 ppm.
Complessivamente, i risultati sperimentali indicano nel segnale spettroscopico individuato da Maletić-Savatić e collaboratori, un fedele biomarker di NPC.
Dopo questa fase di accertamento, i ricercatori hanno studiato la possibilità di impiegare il segnale 1.28 per monitorare la neurogenesi in animali viventi.
Per la bassa ratio segnale/rumore della Spettroscopia 1H-RM in vivo, i ricercatori hanno sviluppato un metodo più sensibile di elaborazione del segnale, basato sulla scomposizione segnale/valore.
Impiegando tale metodo è stato possibile rilevare differenze significative fra lo spettro ippocampale e quello corticale del segnale e, dopo shock elettroconvulsivo, si sono potute studiare le variazioni di densità delle nuove cellule prodotte nell’ippocampo.
Lo studio nell’uomo ha chiaramente dimostrato il rilievo del segnale 1.28 ppm nell’ippocampo ed ha consentito, per la prima volta, di dimostrare in volontari umani un decremento della neurogenesi dipendente dall’età, secondo il profilo rilevato nella sperimentazione animale.
Se questo metodo non invasivo per il rilievo e lo studio della neurogenesi in vivo sarà convalidato da ulteriori ricerche, costituirà certamente un prezioso strumento per la soluzione di alcuni dei tanti problemi che oggi non consentono di comprendere in dettaglio il ruolo fisiologico della neurogenesi dell’adulto ed accertarne ogni meccanismo per trarne il miglior profitto in una prospettiva terapeutica.
L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Floriani
per la correzione della bozza.